Een atoom is een element. De twee woorden zijn synoniem, dus als je zoekt naar het aantal atomen in een element, is het antwoord altijd één, en slechts één. Wetenschappers kennen 118 verschillende elementen, die ze categoriseren in het periodiek systeem, een diagram dat ze in oplopende volgorde rangschikt volgens het aantal protonen in hun kernen. Met deze opstelling kunt u in één oogopslag een belangrijke vraag beantwoorden: "Wat is het aantal protonen in? een bepaald element?" Om dat te beantwoorden, hoeft u alleen maar te kijken naar de plaats die het element inneemt in de grafiek. Het plaatsnummer komt overeen met het aantal protonen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Als je een monster hebt dat atomen van een enkel element bevat, kun je het aantal atomen vinden door het te wegen.
Elementen die diatomische moleculen vormen
Sommige atomen kunnen covalente bindingen vormen met andere atomen van hetzelfde element om diatomische moleculen te vormen. De bekendste is zuurstof (O). Een enkel zuurstofatoom is zeer reactief, maar wanneer het een binding vormt met een ander zuurstofatoom om O. te vormen
Edelgassen en metalen
Sommige atomen, zoals natrium en fosfor, zijn zo reactief dat ze nooit vrij in de natuur worden aangetroffen. Twee groepen elementen, de edelgassen en edelmetalen, zijn echter stabiel en kunnen voorkomen in monsters die alleen niet-gebonden atomen van dat element bevatten. Een container vol argongas (Ar) bevat bijvoorbeeld alleen argonatomen en een staaf puur goud bevat alleen goud (Au) -atomen. Als je een groot monster van een edelgas of metaal hebt, kun je berekenen hoeveel atomen het bevat door het te wegen.
Naast deze gassen en metalen kan koolstof (C) ook in vrije toestand voorkomen. Diamant en grafiet zijn de twee meest voorkomende vormen. Onder de niet-metalen is koolstof uniek in zijn vermogen om op deze manier te bestaan.
Atomen tellen
Om het aantal atomen in een monster te berekenen, moet u bepalen hoeveel mol van het element het monster bevat. Een mol is een eenheid die chemici gebruiken. Het is gelijk aan het getal van Avogadro (6.02 X 1023) van atomen. Per definitie is het gewicht van één mol van een element (de molaire massa) gelijk aan het atoomgewicht in gram. Het atoomgewicht voor elk element staat op het periodiek systeem onder het symbool van het element. Het atoomgewicht van koolstof is 12 atomaire massa-eenheden (amu), dus het gewicht van één mol is 12 gram.
Als je een monster hebt dat alleen atomen van een bepaald element bevat, weeg het monster dan in grammen en deel het door het atoomgewicht van het element. Het quotiënt geeft het aantal mol aan. Vermenigvuldig dat met het getal van Avogadro en je zult zien hoeveel atomen het monster bevat.
Voorbeelden
1. Hoeveel atomen zitten er in één ons puur goud?
Een ounce is 28 gram en het atoomgewicht van goud is 197. Het monster bevat 28 ÷ 197 = 0,14 mol. Door dit te vermenigvuldigen met het getal van Avogadro, krijg je het aantal atomen in het monster = 8,43 x 1022 atomen.
2. Hoeveel zuurstofatomen zitten er in een gasmonster dat 20 gram weegt?
Dezelfde procedure is van toepassing op het vinden van het aantal atomen in een diatomisch gas, ook al zijn de atomen gecombineerd om moleculen te vormen. Het atoomgewicht van zuurstof is 16, dus één mol weegt 16 gram. Het monster weegt 20 gram, wat gelijk is aan 1,25 mol. Daarom is het aantal atomen 7,53 x 1023.