Et atom er et element. De to ord er synonyme, så hvis du leder efter antallet af atomer i et element, er svaret altid et og kun et. Forskere kender til 118 forskellige elementer, som de kategoriserer i det periodiske system, et diagram der arrangerer dem i stigende rækkefølge efter antallet af protoner i deres kerner. Dette arrangement giver dig mulighed for hurtigt at besvare et vigtigt spørgsmål: "Hvad er antallet af protoner i? et bestemt element? "For at besvare det skal du blot se på det sted, elementet indtager i diagram. Stednummeret svarer til antallet af protoner.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Hvis du har en prøve, der indeholder atomer af et enkelt element, kan du finde antallet af atomer ved at veje det.
Elementer, der danner diatomiske molekyler
Nogle atomer kan danne kovalente bindinger med andre atomer af det samme element for at danne diatomiske molekyler. Den bedst kendte er ilt (O). Et enkelt oxygenatom er meget reaktivt, men når det danner en binding med et andet oxygenatom for at danne O
2, kombinationen er mere stabil. Dette er den form, hvor ilt findes i jordens atmosfære. Fire andre elementer kan kombineres på denne måde ved standard temperatur og tryk. De inkluderer nitrogen (N), som er det mest rigelige element i atmosfæren, hydrogen (H), chlor (Cl) og fluor (F). To andre grundstoffer, brom (Br) og iod (I), kan danne diatomiske molekyler ved højere temperaturer. Alle diatomiske molekyler indeholder to atomer.Ædle gasser og metaller
Nogle atomer, såsom natrium og fosfor, er så reaktive, at de aldrig findes frie i naturen. Imidlertid er to grupper af grundstoffer, ædelgasser og ædle metaller, stabile og kan eksistere i prøver, der kun indeholder ikke-bundne atomer af dette element. For eksempel indeholder en beholder fuld af argongas (Ar) kun argonatomer, og en bar af rent guld indeholder kun guldatomer (Au). Hvis du har en stor prøve af ædelgas eller metal, kan du beregne, hvor mange atomer den indeholder ved at veje den.
Ud over disse gasser og metaller kan kulstof (C) også eksistere i fri tilstand. Diamant og grafit er de to mest almindelige former. Blandt ikke-metaller er kulstof unik i dets evne til at eksistere på denne måde.
Tæller atomer
For at beregne antallet af atomer i en prøve skal du finde ud af, hvor mange mol af elementet prøven indeholder. En muldvarp er en enhed, som kemikere bruger. Det er lig med Avogadros nummer (6,02 X 1023) af atomer. Per definition er vægten af et mol af et element (dets molære masse) lig med dets atomvægt i gram. Atomvægten for hvert element er på det periodiske system lige under elementets symbol. Atomvægten for kulstof er 12 atommasseenheder (amu), så vægten af et mol er 12 gram.
Hvis du har en prøve, der kun indeholder atomer af et bestemt element, skal du afveje prøven i gram og dele med elementets atomvægt. Kvotienten fortæller dig antallet af mol. Multiplicer det med Avogadros nummer, og du finder ud af, hvor mange atomer prøven indeholder.
Eksempler
1. Hvor mange atomer er der i en ounce rent guld?
En ounce er 28 gram, og atomvægten af guld er 197. Prøven indeholder 28 ÷ 197 = 0,14 mol. At multiplicere dette med Avogadros nummer fortæller dig antallet af atomer i prøven = 8,43 x 1022 atomer.
2. Hvor mange iltatomer er der i en gasprøve, der vejer 20 gram?
Den samme procedure gælder for at finde antallet af atomer i en diatomisk gas, selvom atomerne har kombineret sig til dannelse af molekyler. Atomvægten af ilt er 16, så en mol vejer 16 gram. Prøven vejer 20 gram, hvilket svarer til 1,25 mol. Derfor er antallet af atomer 7,53 x 1023.