Atom je prvek. Obě slova jsou synonyma, takže pokud hledáte počet atomů v prvku, odpověď je vždy jedna a pouze jedna. Vědci vědí o 118 různých prvcích, které kategorizují v periodické tabulce, což je diagram, který je uspořádává v rostoucím pořadí podle počtu protonů v jejich jádrech. Toto uspořádání vám umožní na první pohled odpovědět na důležitou otázku: „Jaký je počet protonů konkrétní prvek? “Chcete-li na to odpovědět, stačí se podívat na místo, ve kterém prvek zaujímá schéma. Číslo místa odpovídá počtu protonů.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Pokud máte vzorek, který obsahuje atomy jednoho prvku, můžete počet atomů zjistit jeho zvážením.
Prvky, které tvoří diatomické molekuly
Některé atomy mohou tvořit kovalentní vazby s jinými atomy stejného prvku za vzniku diatomických molekul. Nejznámější je kyslík (O). Jeden atom kyslíku je vysoce reaktivní, ale když vytváří vazbu s jiným atomem kyslíku za vzniku O2, kombinace je stabilnější. To je forma, v jaké existuje kyslík v zemské atmosféře. Čtyři další prvky se mohou takto kombinovat při standardní teplotě a tlaku. Zahrnují dusík (N), který je nejhojnějším prvkem v atmosféře, vodík (H), chlor (Cl) a fluor (F). Dva další prvky, brom (Br) a jod (I), mohou při vyšších teplotách tvořit dvojatomové molekuly. Všechny diatomické molekuly obsahují dva atomy.
Ušlechtilé plyny a kovy
Některé atomy, jako je sodík a fosfor, jsou tak reaktivní, že se v přírodě nikdy nenacházejí volné. Dvě skupiny prvků, vzácné plyny a ušlechtilé kovy, jsou však stabilní a mohou existovat ve vzorcích, které obsahují pouze nevázané atomy daného prvku. Například nádoba plná argonového plynu (Ar) obsahuje pouze atomy argonu a kostka čistého zlata obsahuje pouze atomy zlata (Au). Pokud máte velký vzorek vzácného plynu nebo kovu, můžete vypočítat, kolik atomů obsahuje, vážením.
Kromě těchto plynů a kovů může uhlík (C) existovat také ve volném stavu. Diamant a grafit jsou dvě nejběžnější formy. Mezi nekovy je uhlík jedinečný svou schopností existovat tímto způsobem.
Počítání atomů
Chcete-li vypočítat počet atomů ve vzorku, musíte zjistit, kolik molů prvku vzorek obsahuje. Krtek je jednotka, kterou používají chemici. To se rovná číslu Avogadra (6,02 X 1023) atomů. Podle definice se hmotnost jednoho molu prvku (jeho molární hmotnost) rovná jeho atomové hmotnosti v gramech. Atomová hmotnost každého prvku je na periodické tabulce přímo pod symbolem prvku. Atomová hmotnost uhlíku je 12 atomových hmotnostních jednotek (amu), takže hmotnost jednoho molu je 12 gramů.
Pokud máte vzorek, který obsahuje pouze atomy konkrétního prvku, zvažte vzorek v gramech a vydělte atomovou hmotností prvku. Kvocient vám říká počet krtků. Vynásobte to číslem Avogadra a zjistíte, kolik atomů vzorek obsahuje.
Příklady
1. Kolik atomů je v jedné unci čistého zlata?
Unce je 28 gramů a atomová hmotnost zlata je 197. Vzorek obsahuje 28 ÷ 197 = 0,14 mol. Vynásobením tohoto čísla podle Avogadra získáte počet atomů ve vzorku = 8,43 x 1022 atomy.
2. Kolik atomů kyslíku je ve vzorku plynu o hmotnosti 20 gramů?
Stejný postup platí pro zjištění počtu atomů v křemelině, i když se atomy spojily a vytvořily molekuly. Atomová hmotnost kyslíku je 16, takže jeden mol váží 16 gramů. Hmotnost vzorku je 20 gramů, což se rovná 1,25 mol. Proto je počet atomů 7,53 x 1023.