Πώς να βρείτε τον αριθμό των ατόμων σε ένα στοιχείο
Ένα άτομο είναι ένα στοιχείο. Οι δύο λέξεις είναι συνώνυμες, οπότε αν ψάχνετε για τον αριθμό των ατόμων σε ένα στοιχείο, η απάντηση είναι πάντα μία και μόνο μία. Οι επιστήμονες γνωρίζουν 118 διαφορετικά στοιχεία, τα οποία κατηγοριοποιούν στον περιοδικό πίνακα, ένα διάγραμμα που τα ταξινομεί σε αύξουσα σειρά ανάλογα με τον αριθμό των πρωτονίων στους πυρήνες τους. Αυτή η διάταξη σάς επιτρέπει να απαντήσετε σε μια σημαντική ερώτηση με μια ματιά:"Ποιος είναι ο αριθμός των πρωτονίων σε ένα συγκεκριμένο στοιχείο;" Για να απαντήσετε σε αυτό, πρέπει απλώς να κοιτάξετε τη θέση που καταλαμβάνει το στοιχείο στο γράφημα. Ο αριθμός θέσης αντιστοιχεί στον αριθμό των πρωτονίων.
TL;DR (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)
Εάν έχετε ένα δείγμα που περιέχει άτομα ενός μόνο στοιχείου, μπορείτε να βρείτε τον αριθμό των ατόμων ζυγίζοντάς το.
Στοιχεία που σχηματίζουν διατομικά μόρια
Μερικά άτομα μπορούν να σχηματίσουν ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα άτομα του ίδιου στοιχείου για να σχηματίσουν διατομικά μόρια. Το πιο γνωστό είναι το οξυγόνο (Ο). Ένα μεμονωμένο άτομο οξυγόνου είναι εξαιρετικά αντιδραστικό, αλλά όταν σχηματίζει δεσμό με άλλο άτομο οξυγόνου για να σχηματίσει O2 , ο συνδυασμός είναι πιο σταθερός. Αυτή είναι η μορφή με την οποία υπάρχει οξυγόνο στην ατμόσφαιρα της γης. Τέσσερα άλλα στοιχεία μπορούν να συνδυαστούν με αυτόν τον τρόπο σε τυπική θερμοκρασία και πίεση. Περιλαμβάνουν το άζωτο (N), το οποίο είναι το πιο άφθονο στοιχείο στην ατμόσφαιρα, το υδρογόνο (H), το χλώριο (Cl) και το φθόριο (F). Δύο άλλα στοιχεία, το βρώμιο (Br) και το ιώδιο (I), μπορούν να σχηματίσουν διατομικά μόρια σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Όλα τα διατομικά μόρια περιέχουν δύο άτομα.
Ευγενή αέρια και μέταλλα
Μερικά άτομα, όπως το νάτριο και ο φώσφορος, είναι τόσο αντιδραστικά που δεν βρίσκονται ποτέ ελεύθερα στη φύση. Ωστόσο, δύο ομάδες στοιχείων, τα ευγενή αέρια και τα ευγενή μέταλλα, είναι σταθερά και μπορούν να υπάρχουν σε δείγματα που περιέχουν μόνο μη δεσμευμένα άτομα αυτού του στοιχείου. Για παράδειγμα, ένα δοχείο γεμάτο με αέριο αργό (Ar) περιέχει μόνο άτομα αργού και μια ράβδος καθαρού χρυσού περιέχει μόνο άτομα χρυσού (Au). Εάν έχετε ένα μεγάλο δείγμα ευγενούς αερίου ή μετάλλου, μπορείτε να υπολογίσετε πόσα άτομα περιέχει ζυγίζοντάς το.
Εκτός από αυτά τα αέρια και μέταλλα, ο άνθρακας (C) μπορεί επίσης να υπάρχει σε ελεύθερη κατάσταση. Το διαμάντι και ο γραφίτης είναι οι δύο πιο κοινές μορφές. Μεταξύ των μη μετάλλων, ο άνθρακας είναι μοναδικός στην ικανότητά του να υπάρχει με αυτόν τον τρόπο.
Μετρώντας άτομα
Για να υπολογίσετε τον αριθμό των ατόμων σε ένα δείγμα, πρέπει να βρείτε πόσα mol του στοιχείου περιέχει το δείγμα. Το mole είναι μια μονάδα που χρησιμοποιούν οι χημικοί. Είναι ίσο με τον αριθμό των ατόμων του Avogadro (6,02 X 10). Εξ ορισμού, το βάρος ενός mol ενός στοιχείου (η μοριακή του μάζα) είναι ίσο με το ατομικό του βάρος σε γραμμάρια. Το ατομικό βάρος για κάθε στοιχείο βρίσκεται στον περιοδικό πίνακα ακριβώς κάτω από το σύμβολο του στοιχείου. Το ατομικό βάρος του άνθρακα είναι 12 μονάδες ατομικής μάζας (amu), επομένως το βάρος ενός mole είναι 12 γραμμάρια.
Εάν έχετε ένα δείγμα που περιέχει μόνο άτομα ενός συγκεκριμένου στοιχείου, ζυγίστε το δείγμα σε γραμμάρια και διαιρέστε με το ατομικό βάρος του στοιχείου. Το πηλίκο σας λέει τον αριθμό των σπίλων. Πολλαπλασιάστε τον με τον αριθμό του Avogadro και θα μάθετε πόσα άτομα περιέχει το δείγμα.
Παραδείγματα
1. Πόσα άτομα υπάρχουν σε μια ουγγιά καθαρού χρυσού;
Μια ουγγιά είναι 28 γραμμάρια και το ατομικό βάρος του χρυσού είναι 197. Το δείγμα περιέχει 28 ÷ 197 =0,14 moles. Ο πολλαπλασιασμός αυτού με τον αριθμό του Avogadro σας δείχνει τον αριθμό των ατόμων στο δείγμα =8,43 x 10 άτομα.
2. Πόσα άτομα οξυγόνου υπάρχουν σε ένα δείγμα αερίου που ζυγίζει 20 γραμμάρια;
Η ίδια διαδικασία ισχύει για την εύρεση του αριθμού των ατόμων σε ένα διατομικό αέριο, παρόλο που τα άτομα έχουν συνδυαστεί για να σχηματίσουν μόρια. Το ατομικό βάρος του οξυγόνου είναι 16, επομένως ένα mole ζυγίζει 16 γραμμάρια. Το δείγμα ζυγίζει 20 γραμμάρια, που είναι ίσο με 1,25 moles. Επομένως, ο αριθμός των ατόμων είναι 7,53 x 10.
