Per calcolare il numero di atomi in una formula, sono necessari il peso di un campione, la sua massa atomica dalla tavola periodica e una costante nota come numero di Avogadro.
Passaggio 1: trova la massa molare della formula
Trova una tavola periodica degli elementi per trovare la massa molare del tuo campione. Se il tuo campione è composto da un elemento, come il rame, individua la massa atomica sulla tavola periodica. La massa atomica è solitamente elencata sotto il simbolo per quell'elemento.
La massa atomica del rame è di 63,55 unità di massa atomica. Questa massa formula è numericamente uguale alla massa molare in grammi/mole, e questo significa che il rame è 63,55 grammi/mole.
Sia che tu usi un singolo elemento come il rame o una molecola, la procedura per trovare gli atomi in una formula rimane la stessa.
Esempio: Quanti atomi ci sono in 32,80 grammi di rame?
Trova la massa molare di rame sulla tavola periodica: 63,55 grammi/mole.
Capire la talpa: La mole (spesso abbreviata come mol) sopra elencata è un'unità di misura. Se vendessi uova, ne parleresti a dozzine, non una per una.
Anche una talpa è una certa quantità. Se i chimici vogliono parlare di atomi e molecole incredibilmente piccoli, è necessaria una quantità di gran lunga superiore a una dozzina. Una talpa è il numero di elementi di Avogadro: 6.022 × 1023.
- 1 mole di atomi di Cu = 6.022 × 1023 atomi di Cu
- 1 mole di atomi di S = 6.022 × 1023 atomi di S
- 1 mole di Cu2Molecole S = 6.022 × 1023 Cu2S molecole
- 1 mole di centesimi = 6.022 × 1023 centesimi
Per dare un'idea di quanto sia grande questo numero, 1 mole di centesimi sarebbe abbastanza denaro per pagare tutte le spese di ogni paese della terra per circa il prossimo miliardo di anni.
Passaggio 2: trova il numero di talpe
L'esempio è 32,80 grammi di Cu. Cambialo in talpe usando la massa molare che hai trovato nel passaggio 1. I chimici usano i rapporti per questo calcolo.
Inizia con ciò che sai e aggiungi il rapporto di massa molare, così le unità si annulleranno:
32,80 g di Cu × 1 mol Cu / 63,55 g Cu = 0,52 moli di Cu
Passaggio 3: convertire le talpe in atomi utilizzando il numero di Avogadro
Una volta nota la quantità di moli, il numero di atomi nella formula può essere calcolato utilizzando il numero di Avogadro. Ancora una volta, usa il formato del rapporto.
Notare che il numero di moli viene utilizzato dal passaggio 2 per avviare il calcolo da moli ad atomi:
0,52 moli di Cu × 6.022 x 1023 atomi / 1 mole di Cu = 3,13 x 1023 molecole
Per rispondere alla tua domanda di esempio, ci sono 3,13 × 1023 atomi in 32,80 grammi di rame.
I passaggi 2 e 3 possono essere combinati. Impostalo come segue:
32,80 g di Cu × 1 mol Cu / 159,17 g Cu × 6,022 x 1023 atomi / 1 mole di Cu = 3,13 x 1023 atomi in 32,80 grammi di rame
Diversi siti online hanno un numero di calcolatori di atomi. Uno è Omni Calculator ed è elencato nella sezione Risorse, ma dovrai comunque sapere come calcolare la massa molare (passaggio 1).
Nota storica: perché si chiama numero di Avogadro?
Il numero di Avogadro prende il nome da Amedeo Avogadro (1776-1856), scienziato italiano che ipotizzò che volumi uguali di gas alla stessa temperatura e pressione avranno lo stesso numero di particelle.
Avogadro non ha proposto la costante, 6.022 ×1023, ma a causa dei suoi contributi alla scienza, la costante prese il suo nome. Per inciso, Avogadro introdusse per la prima volta la sua teoria dei gas nel 1811, che fu ignorata per 50 anni.
