МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА
молекулярный
вес, значение массы молекулы, выраженное в атомных единицах массы. Практически
М. м. равна сумме масс всех атомов, входящих в состав молекулы; умножение
М. м. на принятую величину атомной единицы массы (1,66043 ± 0,00031)-10-24
г даёт массу молекулы в граммах.
Понятие М. м. прочно вошло в науку после
того, как в результате работ С. Канниццаро, развившего взгляды А.
Авогадро,
были
чётко сформулированы различия между атомом и молекулой; уточнению понятия
М. м. способствовали открытие Ф. Содди явления изотопии (см. Изотопы)
и
разработка Ф. Астоном масс-спектрометрического метода определения
масс.
Понятие М. м. тесно связано с определением
молекулы;
однако
оно приложимо не только к веществам, в к-рых молекулы существуют раздельно
(газы, пары, нек-рые жидкости и растворы, молекулярные кристаллы),
но
и к остальным случаям (ионные кристаллы и др.).
За М. м. часто принимают ср. массу молекул
данного вещества, найденную с учётом относит, содержания изотопов всех
элементов, входящих в его состав. Иногда М. м. определяют не для индивидуального
вещества, а для смеси различных веществ известного состава. Так, можно
рассчитать, что "эффективная" М. м. воздуха равна 29.
М. м.- одна из важнейших констант, характеризующих
индивидуальное вещество. М. м. разных веществ сильно различаются между
собой. Так, напр., величины М. м. водорода, двуокиси углерода, сахарозы,
гормона инсулина соответственно составляют: 2,016; 44,01; 342,296;
ок. 6000. М. м. нек-рых биополимеров (белков, нуклеиновых к-т) достигают
многих млн. и даже неск. млрд. Величины М. м. широко используются при различных
расчётах в химии, физике, технике. Знание М. м. автоматически даёт величину
грамм-молекулы
(моля),
позволяет вычислить плотность газа (пара), рассчитать молярную концентрацию
(молярностъ)
вещества в растворе, найти истинную формулу соединения по данным о
его составе и т. д.
Экспериментальные методы определения М.
м. разработаны гл. обр. для газов (паров) и растворов. В основе определения
М. м. газов (паров) лежит Авогадро закон. Известно, что объём 1
моля газа (пара) при нормальных условиях (О °С, 1 атм) составляет
ок. 22,4 л; поэтому, определив плотность газа (пара), можно найти
число его молей, а следовательно, найти и М. м. В случае растворов для
определения М. м. чаще всего используют криоскопическийи эбулио-скопический
методы (см. Криоскопия и Эбулиоскопия). Экспериментальные
методы дают сведения о ср. значении М. м. вещества. Оценку М. м. отд. молекул
можно проводить методом масс-спектрометрии.
М. м. являются важной характеристикой высокомолекулярных
соединений -полимеров, определяющей их физ. (и технологические)
свойства. Макромолекулы. полимеров образуются повторением сравнительно
простых звеньев (групп атомов); число мономерных звеньев, входящих в состав
различных молекул одного и того же полимерного вещества, различно, вследствие
чего М. м. макромолекул таких полимеров также неодинакова. Поэтому при
характеристике полимеров обычно говорят о ср. значении М. м.; эта величина
даёт представление о ср. числе звеньев в молекулах полимера (о степени
полимеризации ).
Полное описание размеров молекул полимера
даёт функция распределения по М. м. (молекулярно-мас-совое распределение);
эта функция позволяет найти долю молекул (определённого размера) данного
полимерного вещества, М. м. к-рых лежат в заданном интервале масс (от М
до
М
+ ДМ).
На практике обычно определяют ср. М. м.
полимера, исследуя тем или иным методом его раствор. Свойства растворов
могут зависеть от числа молекул, находящихся в растворе (при этом разные
по массе молекулы ведут себя совершенно одинаково), от массовой (весовой)
концентрации раствора (в этом случае одна большая молекула производит такой
же регистрируемый эффект, как и неск. малых) и от др. факторов. Если полимер
состоит из неодинаковых молекул, то ср. значения М. м., измеренные разными
способами, будут различны. Так, понижение темп-ры замерзания (повышение
темп-ры кипения) разбавленного раствора зависит только от числа содержащихся
в нём молекул, а не от их размеров, поэтому криоскопич. и эбулиоскопич.
методы позволяют находить среднечис-ленную М. м. полимера ("простое" среднее).
Интенсивность света, рассеянного раствором полимера, зависит от массы вещества,
находящегося в растворе, а не от числа молекул; поэтому метод, основанный
на измерении интенсивности рассеянного света, используется для определения
величины М. м. полимера, усреднённой по массе. Др. методы (седи-ментационного
равновесия, вискозимет-рический и т. д.) позволяют найти иные ср. значения
М. м. полимеров. Сравнивая ср. величины М. м., определённые разными методами,
можно сделать вывод о молекулярно-массовом распределении. В простейшем
случае, когда среднечис-ленная М. м. полимера совпадает со значением М.
м., усреднённой по массе, можно сделать вывод, что полимер состоит из одинаковых
молекул (т. е. монодисперсен).
Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей
химии, т. 1, М., 1973; Г у г г е н-гейм Э.А. иПруДж., Физико-химические
расчёты, пер. с англ., М., 1958; Г у-бен-Вейль, Методы органической химии,
т. 2, М., 1967. См. также лит. при ст. Макромолекула. С. С. Бердоносов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я