تعريف الوزن الجزيئي

بواسطة: - آخر تحديث: ١٠:٣٦ ، ٦ نوفمبر ٢٠١٩
تعريف الوزن الجزيئي

الوزن الجزيئي

يُعرف الوزن الجزيئي بأنه كتلة الذرات المكونة لجزيء من مادة ما استنادًا إلى كتلة نظير الكربون على اعتبار أن الوزن الذري للكربون يساوي 12، ويُقاس الوزن الذري من خلال جمع الأوزان الذرية المكونة لذرات ذلك الجزيء والتي تشكل الصيغة الجزيئية للمادة، فعلى سبيل المثال يقدر الوزن الجزيئي لجزيء الهيدروجين H2 حوالي 2، أما بالنسبة للوزن الذري للعديد من الجزيئات العضوية المعقدة؛ كالبروتينات والبوليمرات، فقد يكون الوزن الجزيئي لها بالملايين،[١]ويمكن تحديد الوزن الجزيئي من خلال استخدام مقياس الطيف الكتلي، والذي يعد من الطرق الشائعة لقياس الوزن الجزيئي للمركب الذي يعتمد بدوره على حجم الجزيئات المكونة له، إذ يُمكن من خلال مقياس الطيف الكتلي إيجاد الكتلة الجزيئية للجزيئات الصغيرة والمتوسطة الحجم.[٢] ويُطلق على الوزن الجزيئي اسم الكتلة الجزيئية أيضًا، وقد استخدمت ظواهر تشتت الضوء واللزوجة لإيجاد الكتلة الجزيئية للجزيئات كبيرة الحجم؛ كالبروتينات، والأحماض النووية، ومن أبرز تقنيات التي استخدمت لهذا الغرض؛ طريقة زيم Zimm الخاصة بتشتت الضوء، بالإضافة إلى الطرق الهيدروديناميكة الخاصة بانتشار الضوء الديناميكي والمعروفة باسم DLS، كما تستخدم طرق التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي، ومقاييس اللزوجة المختلفة، وغيرها العديد.[٢]


الفرق بين الكتلة المولية والوزن الجزيئي

يختلط مفهوما الكتلة المولية والوزن الجزيئي غالبًا عند الكثير، لذلك لا بد من معرفة الفرق بينهما؛ وذلك لأن كلًا منهما يمتلك قيمة مختلفة جدًا عن الآخر، إذ تُعرف الكتلة المولية بأنها كتلة مولٍ واحدٍ فقط من مادة ما وفقًا لعدد الجزيئات أو الذرات أو الأيونات أو الإلكترونات المكونة لها، وتُقاس الكتلة المولية بالاعتماد على ثابت يُطلق عليه العدد أفوغادرو والذي يساوي حوالي 6x1023، فعلى سبيل المثال؛ فإن مولٍ واحدٍ من الأكسجين يساوي كمية من الأكسجين تحتوي على 6x1023 من جزيئات الأكسجين، كما أن المول الواحد من الكربون يساوي كمية من جزيئات الكربون التي تحتوي على عدد أفوغادرو من ذرات الكربون والتي تساوي 6x1023، وبالتالي فإن المول قد يكون عبارة عن جزيئات أو ذرات أو أيونات لها رقم معين.[٣]

وتعرف الكتلة الجزيئية أو الوزن الجزيئي بأنه كتلة جزيء واحد من المادة، والجزيء هو أصغر جسيم مكون للعنصر أو المركب، والذي يمتلك العديد من الخواص الكيميائية لذلك العنصر أو المركب، إذ تتكون الجزيئات من مجموعة من الذرات الموصولة معًا من خلال العديد من الروابط الكيميائية، إلا أن العديد يستخدمون مصطلحي الكتلة والوزن بالتبادل بالرغم من عدم صحة ذلك فيزيائيًا، فالكتلة المولية تُقاس بالغرام أو الكيلوغرام لكل مول، إذ تعبر عن كتلة الجزيء الموجودة في كل مول من تلك المادة، أما الوزن الجزيئي فهو يعبر عن كتلة جزيء واحد من المادة مقاسة بالغرام أو الكيلوغرام، وتُقاس بوحدات الكتلة الذرية، فعلى سبيل المثال؛ يمكن حساب الكتلة المولية للماء من خلال معرفة أن الوزن الذري للأكسجين هو 16 غرامًا، أما الوزن الذري للهيدروجين فيساوي 1غرام، وبالتالي فإن الوزن الجزيئي لجزيء الماء عبارة عن حاصل ضرب كتلة كل عنصر بعدد ذراته وإضافتها إلى كتلة العنصر الآخر مضروبة بعدد ذراته، وهي كالتالي؛ 16+(1X2) = 18 غرام، وبالتالي فإن الكتلة المولية للجزيء تساوي 18 غرامًا لكل مول، أما الوزن الجزيئي فيساوي 18 غرام فقط.[٣]


حساب الوزن الجزيئي للمركبات الكيميائية

يعتمد حساب الوزن الجزيئي للمركب على الصيغة الجزيئية الخاصة به، إذ تُضرب عدد ذرات كل عنصر بالكتلة الذرية الخاصة به، ومن ثم تُضاف إلى حاصل ضرب الذرات الأخرى بكتلها الذرية، وبذلك يُمكن الحصول على الوزن الجزيئي أو الكتلة الجزيئية بالغرام، وذلك وفقًا للصيغة التالية:[٢]الوزن الجزيئي= عدد ذرات العنصر الأول x الكتلة الذرية للعنصر الأول + عدد ذرات العنصر الثاني x الكتلة الذرية للعنصر الثاني + .....

يُمكن حساب الوزن الجزيئي لمركب الهكسان C6H14 من خلال النظر إلى عدد ذرات كل عنصر واستخراج الكتلة الذرية أو الوزن الذري لها من خلال الجدول الدوري، إذ يوجد في مركب الهسكان 6 ذرات من الكربون بالإضافة إلى 14 ذرة من الهيدروجين، ومن خلال الجدول الدوري، فإن الوزن الذري للكربون يساوي 12.01، أما الوزن الذري للهيدروجين فيساوي 1.01، وبالتالي فإن الوزن الجزيئي للهسكان يُحسب كالتالي؛ الوزن الجزيئي للهكسان= عدد ذرات الكربونx الوزن الذري للكربون + عدد ذرات الهيدروجين x الوزن الذري للهيدروجين، وبالتالي فإن الوزن الجزيئي للهكسان= (6x12.01) + (14x1.01) = 72.06 + 14.14 + 86.20 غرام.[٢]


أمثلة على حساب الوزن الجزيئي

توجد الملايين من المركبات الكيميائية التي يمتلك كل منها وزن جزيئي يختلف عن الآخر، وفيما يأتي بعض الأمثلة على حساب الوزن الجزيئي للمركبات:[٤]

  • الوزن الجزيئي لمركب الإيثانول: يتكون جزيء الإيثانول من ذرتا كربون، و6 ذرات هيدروجين، بالإضافة إلى ذرة أكسجين وفقًا للصيغة التالية؛ C2H5OH، كما أن الوزن الذري لكل من تلك العناصر كالتالي؛ الوزن الذري للأكسجين= 15.999، والوزن الذري للهيدروجين= 1.008، أما الوزن الذري للكربون= 12.011، وبالتالي فإن الوزن الجزيئي للإيثانول يُحسب كالتالي؛ الوزن الجزيئي للإيثانول= 2×12.011 + 6×1.008 + 1×15.999 = 46.069 غرامًا.
  • الوزن الجزيئي لمركب ثاني أكسيد الكربون: يتكون جزيء ثاني أكسيد الكربون من ذرتي أكسجين وذرة كربون واحدة، وفقًا للصيغة الكيميائية CO2، كما أن الوزن الذري لعنصر الأكسجين يساوي 15.999، أما الوزن الذري للكربون فيساوي 12.011، وبالتالي يُمكن حساب الوزن الجزيئي له كالتالي؛ الوزن الجزيئي لثاني أكسيد الكربون= 1×12.011 + 2×15.999 = 44.01 غرامًا.


المركبات الكيميائية

تُعرف المركبات الكيميائية بأنها مادة مكونة من عنصرين أو أكثر ناتجة عن التفاعلات الكيميائية للعناصر مع بعضها البعض، إذ لا يُمكن فصل تلك العناصر المكونة للمركبات الكيميائية عن بعضها البعض باستخدام الوسائل المادية، فعلى سبيل المثال؛ فإن الماء عبارة عن مركب مكوّن من رابطة كيميائية جمعت بين عنصري الهيدروجين والأكسجين، إذ يتكون من ذرتي هيدروجين مرتبطتان مع ذرة واحدة من الأكسجين، وتجدر الإشارة إلى وجود العديد من الطرق التي تجمع جزيئات العناصر مع بعضها البعض مشكّلة الملايين من المركبات الكيميائية.[٥]

ويُمكن القول بأن جميع المركبات الكيميائية جزيئات، أما الجزيئات فلا تعد مركبات، كما أن المركب الناتج لا يشبه بالضرورة العناصر التي تشكل منها، فعلى سبيل المثال؛ فإن عنصري الهيدروجين والأكسجين عبارة عن غازات، إلا أن الترابط الكيميائي بينهما شكّل جزيء الماء السائل، وبالمثل فإن مركب كبريتيد الحديد مكون من رابطة تجمع بين عنصري الحديد والكبريت، إذ يتميز الحديد بأنه فضي رمادي ويمتلك خصائص تمكنه من الانجذاب إلى المغناطيس، أما الكبريت فيتميز بلونه الاصفر، كما أنه لا يمكن أن ينجذب إلى المغناطيس، وعند تفاعل العنصرين يتكون مركب كبريتيد الحديد الذي يتميز بلونه الأسود، كما أنه ليس له خصائص الانجذاب إلى المغناطيس.[٥]


المراجع

  1. "Molecular weight", britannica,25-9-2015، Retrieved 6-11-2019. Edited.
  2. ^ أ ب ت ث "Molecular Weight Definition", thoughtco, Retrieved 6-11-2019. Edited.
  3. ^ أ ب "What Is the Difference Between Molar Mass & Molecular Weight?", sciencing, Retrieved 6-11-2019. Edited.
  4. "Molecular Weight - Common Substances", engineeringtoolbox, Retrieved 6-11-2019. Edited.
  5. ^ أ ب "Compounds", eschooltoday, Retrieved 6-11-2019. Edited.