광물학 2: 광물화학 2.2.3: 광물 두더지
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교 소스: EK 이페어케이 플러스
2.2.3: 두더지
원소 1몰의 원소는 6.022 × 1023개의 원자(또는 분자)를 포함하는 것으로 정의됩니다.
6.022 × 1023이라는 숫자는 아보가드로수로 알려져 있습니다. 따라서 탄소 1몰은 탄소 원자 6.022 × 1023개와 동등합니다.
원자 질량을 측정하는 데 사용되는 척도는 시간이 지남에 따라 약간 변했습니다.
오늘날은 탄소에 대해 표준화되어 12C 1몰의 질량은 정확히 12.0000입니다.
따라서 모든 원자 질량은 원자 질량 단위로 주어지는데, 이는 12C의 12분의 1로 정의됩니다. 양성자와 중성자 모두 약 1amu의 등가 질량을 가지며, 전자는 질량이 거의 없습니다
(양성자와 중성자의 1000분의 1 이하). 따라서 우리는 원자의 질량이 질량수와 같을 것이라고 예상할 수 있습니다.
그러나 여기에 들어갈 가치가 없는 몇 가지 이유로 인해 원자의 질량은 일반적으로 질량수에 가깝지만 질량수와 같지는 않습니다.
원소는 원자와 다릅니다. 원소의 원자량은 자연적으로 존재하는 동위원소의 질량을 그들의 풍부함에 따라 무게를 더한 총합입니다.
원소의 원자량/중량은 몰량이지만 (종종 그램/몰 단위로 주어지는데) 모두 탄소 1몰의 원자량/중량을 기준으로 계산되기 때문에 실제로는 차원이 없는 숫자입니다.
동위원소 질량 수는 항상 정수이지만, 원소의 원자량은 그렇지 않습니다.
예를 들어, 많은 표와 도표에서 산소의 원자량은 15.999, 철의 원자량은 55.847로 주어집니다. 원소가 화합하여 화합물을 만들 때, 화합물의 원자량은 화합물에 있는 원소의 무게의 합입니다.
예를 들어 FeO의 원자량은 71.846 그램/몰입니다.
대부분의 원소들은 어디에서 발견되든 본질적으로 매우 작은 동위원소 변화를 가지고 있습니다.
따라서 대부분의 석영(SiO2)은 위의 그림 2.5에 묘사된 세 개의 천연 산소 동위원소(대부분 16O)와 거의 같은 상대적인 양을 포함하고 있습니다.
게다가, 동위원소 변화는 광물의 특성에 극도로 작은 영향을 미칩니다.
그래서 광물학자들은 일반적으로 동위원소에 대해 크게 걱정하지 않습니다.
그러나 작은 동위원소 변화는 특정 광물이나 암석의 생성을 결정하려는 지구화학자에게 중요할 수 있습니다.
예 2.2.3.1
: 석영의 몰은 무엇일까요?
석영 (SiO2)은 가장 흔하고 잘 알려진 광물들 중 하나입니다.
석영 1몰은 6.022 × 1023 SiO2 분자이고, 그것은 매우 많은 것처럼 들립니다. 그것은 얼마나 많은 양의 석영일까요?
솔루션
이 질문에 답하기 위해 우리는 실리콘과 산소의 원자량과 약간의 결정학적 자료를 사용합니다. 실리콘과 산소의 원자량은 각각 28.0855와 15.9994입니다.
따라서 석영의 원자량인 SiO2는 60.0843입니다(= 28.0855 + 15.9994 + 15.9994). 이것은 석영 1몰의 무게인 6.022 × 1023 SiO2 분자의 무게가 60.0843g임을 의미합니다.
결정학자들은 석영 결정이 3개(Z=3)를 포함하는 삼각 프리즘(후장의 상세한 discussed) 모양의 기본 단위 세포로 구성되어 있음을 확인했습니다
SiO2 분자. 각 단위 셀의 부피는 112.985 Å3 입니다. 그래서 우리는 석영 1몰의 부피를 다음과 같이 계산할 수 있습니다:
V=NAxv/Z(2.2.3.1)
여기서 V,NA,v
그리고 Z
어금니 부피, 아보가드로 수, 단위 세포 부피, 단위 세포당 분자 수가 각각 해당됩니다.
그래서 뷔
= = 6.022 × 1023 SiO2/mole × 112.986 Å3/unit cell ÷
3 SiO2/단위전지
= = 2.268 × 1025 Å3 = 22.68 cm3
골프공보다 약간 작은 크기입니다.
우리는 원한다면 밀도를 계산할 수 있습니다(ρ)
어금니 데이터의 석영:
ρ
= 어금니 무게 ÷
몰 부피 = 60.0843 gm/mole ÷
22.68 cm3/mole = 2.649 gm/c
예 2.2.3.1
: 석영의 몰은 무엇일까요?
쿼츠(SiO2)는 가장 흔하고 잘 알려진 것 중 하나입니다
알려진 광물들. 1몰의 석영은 6.022 × 1023 SiO2 분자이고, 그것은 매우 많은 것처럼 들립니다. 그것은 얼마나 많은 석영입니까?
솔루션
이 질문에 답하기 위해 우리는 실리콘과 산소의 원자량과 약간의 결정학적 자료를 사용합니다. 실리콘과 산소의 원자량은 각각 28.0855와 15.9994입니다.
따라서 석영의 원자량인 SiO2는 60.0843입니다(= 28.0855 + 15.9994 + 15.9994). 이것은 석영 1몰의 무게인 6.022 × 1023 SiO2 분자의 무게가 60.0843g임을 의미합니다.
결정학자들은 석영 결정이 3개(Z=3)를 포함하는 삼각 프리즘(후장의 상세한 discussed) 모양의 기본 단위 세포로 구성되어 있음을 확인했습니다
) SiO2 분자. 각 단위 셀의 부피는 112.985 Å3 입니다. 그래서 우리는 석영 1몰의 부피를 다음과 같이 계산할 수 있습니다:
V=NAxv/Z(2.2.3.1)
여기서 V,NA,v
, 그리고 Z
어금니 부피, 아보가드로 수, 단위 세포 부피, 단위 세포당 분자 수가 각각 해당됩니다.
그래서 뷔
= = 6.022 × 1023 SiO2/mole × 112.986 Å3/unit cell ÷
3 SiO2/단위전지
= = 2.268 × 1025 Å3 = 22.68 cm3
골프공보다 약간 작은 크기입니다.
우리는 원한다면 밀도를 계산할 수 있습니다(ρ)
) 어금니 데이터의 석영:
ρ
= 어금니 무게 ÷
몰 부피 = 60.0843 gm/mole ÷
22.68 cm3/mole = 2.649 gm/cm3