Ein Atom ist ein Element. Die beiden Wörter sind synonym. Wenn Sie also nach der Anzahl der Atome in einem Element suchen, lautet die Antwort immer eins und nur eins. Die Wissenschaftler kennen 118 verschiedene Elemente, die sie in das Periodensystem einordnen, ein Diagramm, das sie nach der Anzahl der Protonen in ihren Kernen aufsteigend anordnet. Mit dieser Anordnung können Sie auf einen Blick eine wichtige Frage beantworten: "Wie viele Protonen gibt es in ein bestimmtes Element?" Um dies zu beantworten, müssen Sie sich nur den Platz ansehen, den das Element im Diagramm. Die Stellenzahl entspricht der Anzahl der Protonen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Wenn Sie eine Probe haben, die Atome eines einzelnen Elements enthält, können Sie die Anzahl der Atome durch Wiegen ermitteln.
Elemente, die zweiatomige Moleküle bilden
Einige Atome können mit anderen Atomen des gleichen Elements kovalente Bindungen eingehen, um zweiatomige Moleküle zu bilden. Am bekanntesten ist Sauerstoff (O). Ein einzelnes Sauerstoffatom ist hochreaktiv, aber wenn es eine Bindung mit einem anderen Sauerstoffatom eingeht, um O. zu bilden
2, die Kombination ist stabiler. In dieser Form existiert Sauerstoff in der Erdatmosphäre. Vier weitere Elemente können auf diese Weise bei Standardtemperatur und -druck kombiniert werden. Dazu gehören Stickstoff (N), das am häufigsten in der Atmosphäre vorkommende Element, Wasserstoff (H), Chlor (Cl) und Fluor (F). Zwei weitere Elemente, Brom (Br) und Jod (I), können bei höheren Temperaturen zweiatomige Moleküle bilden. Alle zweiatomigen Moleküle enthalten zwei Atome.Edelgase und Metalle
Einige Atome wie Natrium und Phosphor sind so reaktiv, dass sie in der Natur nie frei vorkommen. Zwei Gruppen von Elementen, die Edelgase und Edelmetalle, sind jedoch stabil und können in Proben vorkommen, die nur ungebundene Atome dieses Elements enthalten. Zum Beispiel enthält ein mit Argongas (Ar) gefüllter Behälter nur Argonatome und ein Barren aus reinem Gold enthält nur Goldatome (Au). Wenn Sie eine große Probe eines Edelgases oder Metalls haben, können Sie durch Wiegen berechnen, wie viele Atome es enthält.
Neben diesen Gasen und Metallen kann auch Kohlenstoff (C) im freien Zustand vorliegen. Diamant und Graphit sind die beiden häufigsten Formen. Unter den Nichtmetallen ist Kohlenstoff einzigartig in seiner Fähigkeit, auf diese Weise zu existieren.
Atome zählen
Um die Anzahl der Atome in einer Probe zu berechnen, müssen Sie herausfinden, wie viele Mol des Elements die Probe enthält. Ein Maulwurf ist eine Einheit, die Chemiker verwenden. Es ist gleich der Zahl von Avogadro (6,02 X 1023) von Atomen. Per Definition entspricht das Gewicht eines Mols eines Elements (seine Molmasse) seinem Atomgewicht in Gramm. Das Atomgewicht für jedes Element befindet sich im Periodensystem direkt unter dem Symbol des Elements. Das Atomgewicht von Kohlenstoff beträgt 12 Atommasseneinheiten (amu), also beträgt das Gewicht eines Mols 12 Gramm.
Wenn Sie eine Probe haben, die nur Atome eines bestimmten Elements enthält, wiegen Sie die Probe in Gramm und teilen Sie sie durch das Atomgewicht des Elements. Der Quotient gibt die Anzahl der Mole an. Multiplizieren Sie das mit der Avogadro-Zahl, und Sie werden herausfinden, wie viele Atome die Probe enthält.
Beispiele
1. Wie viele Atome enthält eine Unze reines Gold?
Eine Unze entspricht 28 Gramm und das Atomgewicht von Gold beträgt 197. Die Probe enthält 28 197 = 0,14 Mol. Wenn Sie dies mit der Avogadro-Zahl multiplizieren, erhalten Sie die Anzahl der Atome in der Probe = 8,43 x 1022 Atome.
2. Wie viele Sauerstoffatome enthält eine 20 Gramm schwere Gasprobe?
Das gleiche Verfahren gilt für die Bestimmung der Anzahl der Atome in einem zweiatomigen Gas, obwohl sich die Atome zu Molekülen verbunden haben. Das Atomgewicht von Sauerstoff beträgt 16, ein Mol wiegt also 16 Gramm. Die Probe wiegt 20 Gramm, was 1,25 Mol entspricht. Daher beträgt die Anzahl der Atome 7,53 x 1023.