Атомы как найти число атомов

Чтобы узнать число атомов в молекуле, достаточно знать молекулярную формулу вещества. После чего мы суммируем число всех атомов в молекуле. Число атомов конкретного химического элемента в веществе мы узнаем по нижнему индексу.

Среди простых веществ, в природе молекулы встречаются не так часто. Среди них: водород H₂, азот N₂, кислород O₂, озон O₃, йод I₂. За исключением озона все эти молекулы содержат по 2 атома.

---

Примеры

Определить количество атомов в молекуле воды H₂O.

Молекула воды содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Значит всего в молекуле содержится 3 атома.

Определить количество атомов в молекуле этана C₂H₆.

Молекула содержит 2 атома углерода и 6 атомов водорода. Всего в молекуле содержится 2 + 6 = 8 атомов.

Определить количество атомов в молекуле оксида азота (V) N₂O₅.

Молекула содержит 2 атома азота и 5 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 2 + 5 = 7 атомов.

Определить количество атомов в молекуле пищевой соды NaHCO₃.

Молекула содержит 1 атом натрия, 1 атом водорода и 3 атома кислорода. Всего в молекуле содержится 1 + 1 + 3 = 5 атомов.

Определить число атомов в молекуле глюкозы C₆H₁₂O₆.

Молекула содержит 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 6 + 12 + 6 = 24 атома.

Определить число атомов в молекуле аспаргина (одна из аминокислот) C₄H₈O₃N₂.

Как видим, молекула аспаргина содержит 4 атома углерода, 8 атомов водорода, 3 атома кислорода и 2 атома азота. Всего молекула содержит 4 + 8 + 3 + 2 = 17 атомов.

Как видим, рассчитать общее число атомов в молекуле не такая уж и сложная задача.

Как найти количество атомов в веществе

Чтобы найти количество атомов в веществе, определите, что это за вещество. Затем найдите его массу и молярную массу. После чего отношение массы и молярной массы умножьте на число Авогадро, которое равно 6,022*1023.

Вам понадобится

• Для определения количества атомов в веществе возьмите точные весы (рычажные или электронные), таблицу Менделеева, манометр, термометр.

Инструкция

Определение количества атомов в чистом веществе
Взвесьте образец исследуемого вещества на точных весах, результат получите в граммах. Убедитесь, что оно состоит из одноатомных молекул. Затем, используя таблицу Менделеева, найдите молярную массу исследуемого вещества, выраженную в граммах на моль. Для этого найдите элемент, соответствующий веществу, из которого состоит тело, и запишите его молекулярную массу. Она и будет равна молярной массе, выраженной в граммах на моль. Например, для железа (Fe) это 55,845 г/моль. Если же точно известен изотоп, например железо 55, то можно брать целое число, правда, чистые изотопы зачастую радиоактивны. Затем массу вещества поделите на его молярную массу, а результат умножьте на 6,022*10^23. Это и будет количество атомов в данной массе вещества.

Количество атомов в сложном веществе
Если вещество состоит из многоатомных молекул, например, вода, молекула которой состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, сделайте следующую последовательность действий. С помощью весов найдите массу образца. Затем запишите его химическую формулу, и с помощью таблицы Менделеева найдите молярную массу каждого из атомов, из которых состоит молекула. В случае с водой это будет водород – 1 грамм на моль, и кислород – 16 грамм на моль. Поскольку водорода 2 атома, умножьте молярную массу на это число, в результате получите общую молярную массу 18 грамм на моль. Затем массу в граммах делим на молярную массу в граммах на моль и умножаем на 6,022*10^23. Результатом будет количество молекул в веществе, это число умножьте на количество атомов в одной молекуле (для воды оно равно 3).

Количество атомов в смесях и сплавах
Если вещество представляет собой смесь нескольких веществ с известными массовыми долями, измерьте его общую массу. Затем найдите массы чистых веществ, умножив массу на соответствующие доли. Например, если бронза содержит 70% меди и 30 % олова, но для получения массы меди умножьте массу образца на 0,7, а для получения массы олова умножите массу образца на 0,3. Далее действуйте, как описано в предыдущих пунктах.

Количество атомов в газе
Если газ находится в нормальных условиях (давление 760 мм рт. ст. и температура 00С), определите объем этого газа геометрическими методами (например, чтобы найти объем газа в комнате, представляющей собой параллелепипед, перемножьте длину, ширину и высоту), выразив его в кубических метрах. Полученное число поделите на 0,0224 и умножьте на 6,022*10^23. Если молекула газа двухатомная, умножьте результат на 2.

Если известны давление, объем и температура газа (давление измеряется манометром, а температура термометром), то найдите произведение давления в Паскалях на объем в куб. метрах, поделите на значение температуры в Кельвинах, и число 8,31. Полученный результат умножьте на 6,022*10^23 и количество атомов в молекуле газа.

Видео по теме

Обратите внимание

Как найти количество атомов в веществе. Чтобы найти количество атомов в веществе, определите, что это за вещество. Затем найдите его массу и молярную массу. После чего отношение массы и молярной массы умножьте на число Авогадро, которое равно 6,022*1023. Вам понадобится.

Полезный совет

Метод основан на связи между атомной (или молекулярной) массой кристаллического вещества, его плотностью, числом Авогадро и неким коэффициентом, который определяют из расстояний между атомами в кристаллической решетке.  Зная это число, можно различными способами, которые и были испробованы в 1908-1910 гг., найти число N. Можно собрать α-частицы в цилиндре Фарадея, измерить их заряд и, разделив его на число частиц, получить заряд каждой из них; половина его дает нам элементарный заряд, по которому уже определяется число N…

Источники:

• как определить количество атомов

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

An atom is an element. The two words are synonymous, so if you’re looking for the number of atoms in an element, the answer is always one, and only one. Scientists know of 118 different elements, which they categorize in the periodic table, a diagram that arranges them in increasing order according to the number of protons in their nuclei. This arrangement allows you to answer a significant question at a glance: “What is the number of protons in a particular element?” To answer that, you simply need to look at the place the element occupies in the chart. The place number corresponds to the number of protons.

Elements That Form Diatomic Molecules

Some atoms can form covalent bonds with other atoms of the same element to form diatomic molecules. The best known is oxygen (O). A single oxygen atom is highly reactive, but when it forms a bond with another oxygen atom to form O₂, the combination is more stable. This is the form in which oxygen exists in the earth’s atmosphere. Four other elements can combine in this way at standard temperature and pressure. They include nitrogen (N), which is the most abundant element in the atmosphere, hydrogen (H), chlorine (Cl) and fluorine (F). Two other elements, bromine (Br) and iodine (I), can form diatomic molecules at higher temperatures. All diatomic molecules contain two atoms.

Noble Gases and Metals

Some atoms, such as sodium and phosphorous, are so reactive that they are never found free in nature. However, two groups of elements, the noble gases and noble metals, are stable and can exist in samples that contain only non-bound atoms of that element. For example, a container full of argon gas (Ar) contains only argon atoms, and a bar of pure gold contains only gold (Au) atoms. If you have a large sample of a noble gas or metal, you can calculate how many atoms it contains by weighing it.

In addition to these gases and metals, carbon (C) can also exist in the free state. Diamond and graphite are the two most common forms. Among non-metals, carbon is unique in its ability to exist in this way.

Counting Atoms

To calculate the number of atoms in a sample, you need to find how many moles of the element the sample contains. A mole is a unit chemists use. It’s equal to Avogadro’s number (6.02 X 10²³) of atoms. By definition, the weight of one mole of an element (its molar mass) is equal to its atomic weight in grams. The atomic weight for each element is on the periodic table right under the element’s symbol. The atomic weight of carbon is 12 atomic mass units (amu), so the weight of one mole is 12 grams.

If you have a sample that contains only atoms of a particular element, weigh the sample in grams and divide by the atomic weight of the element. The quotient tells you the number of moles. Multiply that by Avogadro’s number, and you’ll find out how many atoms the sample contains.

Examples

1. How many atoms are there in one ounce of pure gold?

An ounce is 28 grams, and the atomic weight of gold is 197. The sample contains 28 ÷ 197 = 0.14 moles. Multiplying this by Avogadro’s number tells you the number of atoms in the sample = 8.43 x 10²² atoms.

2. How many oxygen atoms are there in a gas sample that weighs 20 grams?

The same procedure applies to finding the number of atoms in a diatomic gas, even though the atoms have combined to form molecules. The atomic weight of oxygen is 16, so one mole weighs 16 grams. The sample weighs 20 grams, which is equal to 1.25 moles. Therefore, the number of atoms is 7.53 x 10²³.

Как определить количество атомов в молекуле?

Чтобы узнать число атомов в молекуле, достаточно знать молекулярную формулу вещества. После чего мы суммируем число всех атомов в молекуле. Число атомов конкретного химического элемента в веществе мы узнаем по нижнему индексу.

Среди простых веществ, в природе молекулы встречаются не так часто. Среди них: водород H₂, азот N₂, кислород O₂, озон O₃, йод I₂. За исключением озона все эти молекулы содержат по 2 атома.

Примеры

Определить количество атомов в молекуле воды H₂O.

Молекула воды содержит 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Значит всего в молекуле содержится 3 атома.

Определить количество атомов в молекуле этана C₂H₆.

Молекула содержит 2 атома углерода и 6 атомов водорода. Всего в молекуле содержится 2 + 6 = 8 атомов.

Определить количество атомов в молекуле оксида азота (V) N₂O₅.

Молекула содержит 2 атома азота и 5 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 2 + 5 = 7 атомов.

Определить количество атомов в молекуле пищевой соды NaHCO₃.

Молекула содержит 1 атом натрия, 1 атом водорода и 3 атома кислорода. Всего в молекуле содержится 1 + 1 + 3 = 5 атомов.

Определить число атомов в молекуле глюкозы C₆H₁₂O₆.

Молекула содержит 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. Всего в молекуле содержится 6 + 12 + 6 = 24 атома.

Определить число атомов в молекуле аспаргина (одна из аминокислот) C₄H₈O₃N₂.

Как видим, молекула аспаргина содержит 4 атома углерода, 8 атомов водорода, 3 атома кислорода и 2 атома азота. Всего молекула содержит 4 + 8 + 3 + 2 = 17 атомов.

Как видим, рассчитать общее число атомов в молекуле не такая уж и сложная задача.

Коэффициенты и индексы в химических уравнениях

По коэффициенту можно узнать, сколько всего молекул или атомов принимают участие в реакции. Индекс показывает, сколько атомов входит в молекулу. Уравнением реакции называется запись химического процесса с помощью химических формул и математических знаков.

В такой науке, как химия, такая запись называется схемой реакции. Если возникает знак «=», то называется «уравнение». Давайте расставлять коэффициенты. В Са одна частица, так как коэффициент не стоит. Индекс здесь тоже не написан, значит, единица. Справа уравнения Са тоже один. По Са нам не надо работать. Смотрим следующий элемент. Это кислород.

Индекс говорит о том, что здесь две частицы кислорода, а справа без индексов. То есть слева 2 молекулы, а с правой одна молекула. Что делаем? Никаких дополнительных индексов или исправлений в химическую формулу вносить нельзя, так как она написана правильно.

Коэффициенты

Коэффициенты – это то, что написано перед молекулами. Они уже имеют право меняться. Для удобства саму формулу не переписываем. Справа 1 умножаем на 2, чтобы получить и там 2 частицы кислорода.

После того как мы поставили коэффициент, получилось две частицы кальция. Слева же только одна. Значит, теперь перед кальцием мы должны поставить 2.

Теперь проверяем итог. Если количество молекул элементов равно с обеих сторон, то можем поставить знак «равно».

Следующий пример.

2 водорода слева, и после стрелочки у нас тоже 2 водорода. Смотрим дальше. Два кислорода до стрелочки, а после стрелочки индексов нет, значит, 1 атом. Слева больше, а справа меньше. Выходим из положения и ставим коэффициент 2 перед водой.

Умножили всю формулу на 2, и теперь у нас изменилось количество водорода. Умножаем индекс на коэффициент, и получается 4. А с левой стороны осталось две частицы водорода. Вот чтобы получить 4, мы должны водород умножить на 2.

Проверяем. Если везде одинаково, то ставим «равно».

Последний пример в элементарных реакциях.

Вот как раз случай, когда элемент в одной и в другой формуле с одной стороны до стрелочки. 1 атом серы слева и один – справа. Два атома кислорода да еще плюс два кислорода.

• с левой стороны 4 кислорода;
• с правой же стороны находится 3 кислорода;

То есть с одной стороны получается четное число атомов, а с другой – нечетное. Если же мы умножим нечетное в два раза, то получим четное число. Доводим сначала до четного значения. То есть сначала умножаем на 2 всю формулу после стрелочки. После умножения получаем 6 атомов кислорода, да еще и два атома серы. С левой же стороны имеем 1 атом серы. Уравниваем теперь серу. Ставим с левой стороны уравнения перед серой 2.

Реакция нейтрализации

Второй пример более сложный, так как здесь больше элементов вещества.

Эта реакция называется реакцией нейтрализации. Что здесь надо уравнивать в первую очередь?

• с левой стороны 1 атом натрия;
• с правой же стороны индекс говорит о том, что здесь два атома натрия;

Напрашивается вывод, что надо умножить всю формулу на два.

Теперь дальше смотрим, сколько есть серы. С левой и правой стороны по 1 атому серы. Дальше смотрим на кислород. С левой стороны мы имеем 6 атомов кислорода. С другой стороны – 5. Меньше справа, больше слева. Нечетное количество надо довести до четного значения. Для этого формулу воды умножаем на 2, то есть из одного атома кислорода делаем два.

Теперь с правой стороны уже 6 атомов кислорода. С левой стороны тоже 6. Кислород уравнен. Проверяем водород. Два водорода и еще два водорода будет 4 водорода с левой стороны. Смотрим с другой стороны. Здесь также 4 водорода. Все элементы уравнены. Ставим знак «равно».

Следующий пример:

Он интересен тем, что появились скобки. Скобки говорят о том, что если множитель стоит за скобкой, то каждый элемент, стоящий в скобках, умножается на этот множитель. Здесь надо начать с азота, так как его меньше, чем кислорода и водорода. Слева азот 1, а справа, с учетом скобок, его два.

Справа же 2 атома водорода, а нужно 4. Мы просто выходим из положения и умножаем воду на 2, в результате чего получили 4 водорода. Отлично, водород уравняли. Если все элементы не уравнены, нельзя сказать что-то однозначно. Остался не уравненным кислород. До реакции присутствует 8 атомов кислорода, после – тоже 8.

Отлично, все элементы уравнены, можем ставить «равно».

Смотрим барий. Барий уравнен, его трогать не нужно. До реакции присутствуют два хлора, после – всего 1. Что же нужно сделать? Поставить 2 перед хлором после реакции.

Теперь за счет коэффициента, который только что поставили, после реакции два натрия, до реакции его тоже 2. Отлично, все остальное уравнено.

Видео

Из этого видео вы узнаете, как правильно расставлять коэффициенты в химических уравнениях.

Расчёты по уравнениям химических реакций.

Стехиометрия – количественные соотношения между вступающими в реакцию веществами.

Если реагенты вступают в химическое взаимодействие в строго определенных количествах, а в результате реакции образуются вещества, количество которых можно расчитать, то такие реакции называются стехиометрическими.

Законы стехиометрии:

Коэффициенты в химических уравнениях перед формулами химических соединений называются стехиометрическими.

Все расчёты по химическим уравнениям основаны на использовании стехиометрических коэффициентов и связаны с нахождением количеств вещества (чисел молей).

Количество вещества в уравнении реакции (число молей) = коэффициенту перед соответствующей молекулой.

Моль – это такое количество вещества, в котором содержится определённое число частиц (молекул, атомов, ионов), равное постоянной Авогадро:

Выход реакции η – отношение реальной массы продукта m_p к теоретически возможной m_т, выраженное в долях единицы или в процентах.

Если в условии выход продуктов реакции не указан, то в расчетах его принимают равным 100% (количественный выход).

Схема расчёта по уравнениям химических реакций:

1. Составить уравнение химической реакции.
2. Над химическими формулами веществ написать известные и неизвестные величины с единицами измерения.
3. Под химическими формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
4. Составить и решить пропорцию.

Пример. Вычислить массу и количество вещества оксида магния, образовавшегося при полном сгорании 24 г магния.

1. Составим уравнение химической реакции:

2. Под формулами веществ укажем количество вещества (число молей), которое соответствует стехиометрическим коэффициентам:

3. Определим молярную массу магния:

Относительная атомная масса магния Ar_(Mg) = 24.

Т.к. значение молярной массы равно относительной атомной или молекулярной массе, то M_(Mg) = 24 г/моль.

4. По массе вещества, заданной в условии, вычислим количество вещества:

5. Над химической формулой оксида магния MgO, масса которого неизвестна, ставим x моль, над формулой магния Mg пишем его молярную массу:

6. Составим пропорцию:

По правилам решения пропорции:

Количество оксида магния ν_(MgO) = 1 моль.

[spoiler title=”источники:”]

http://liveposts.ru/articles/education-articles/himiya/koeffitsienty-i-indeksy-v-himicheskih-uravneniyah

http://www.calc.ru/Raschty-Po-Uravneniyam-Khimicheskikh-Reaktsiy.html

[/spoiler]

Как подсчитать количество атомов в наблюдаемой Вселенной?

В интернете уже не первый год гуляет вопрос о том сколько во Вселенной атомов, и, даже несмотря на возражения снобов, существует ответ! 10^80 — именно столькими по мнению Википедии и остальных интернет-ресурсов атомами заполонена наша Вселенная. Как они пришли к такому ответу?

Вы можете задать свой вопрос мне в телеграме. Мой телеграм-канал об астрофизике и космологии.

Находим примерное количество атомов в наблюдаемой Вселенной

Для грубого подсчета количества атомов прибегнем в ньютоновским законам механики и рассмотрим цепочку того, что из чего во Вселенной состоит. А главное, что нам почти не понадобятся входные данные в виде размеров Вселенной или массы каких-либо тел (за одним исключением). Основное число материи располагается в звездах, таких, например, как наше Солнце.

Рассмотрим систему из планеты (Земля) и звезды (Солнце). Оно описывается законом Всемирного тяготения:

где m_e — масса Земли и m_s — масса Солнца. Так как Земля находится на орбите и обращается вокруг звезды, то она движется с центростремительным ускорением, вычисляемым по формуле:

Вспомним второй закон Ньютона:

где a = a_c, соответственно, объединив три вышеописанных уравнения:

Домножив на R² обе части, получим:

Зная, что скорость движения по окружности определяется по формуле:

где T — период, получим:

Мы пришли к полезной формуле, благодаря которой можем получить массу Солнца. Зная, что период оборота Земли вокруг Солнца составляет около 1 года (~ 3,15×10⁷ сек), а расстояние от Земли до Солнца ~ 1,5×10¹¹ м, находим массу Солнца ≈ 1,77×10³⁰ кг.

Количество атомов в звезде определим как частное массы звезды и массы одного атома водорода, из которого, в основном, и состоят звезды и вся наблюдаемая Вселенная:

Далее определим количество солнцеподобных звезд в галактике тем же путем. Масса галактики будет равна:

где R ~ 3×10⁴ световых лет или 2,84×10²⁰ м и T ~ 2×10⁸ лет или 6,3×10¹⁵ сек, соответственно mg ~ 3,41×10⁴¹ кг. Тогда количество звезд в одной галактике типа Млечный Путь равно:

Оценивать количество галактик будем по следующему способу: рассмотрим изображение Hubble Ultra Deep Field, полученное телескопом им. Хаббла в 2012 году. На нем находится около 10 000 галактик. Угловой размер этого кадра составляет 1/60 градуса:

Сколько HUDF сможет поместиться на небесном куполе? Площадь поверхности сферы определяется:

где радиус R можем представить как 1 радиан, равный 57,29 градуса. Тогда площадь поверхности составит 4,13×10⁴ квадратных градусов. Подсчитав площадь одного изображения HUDF, равную 1/3600 квадратного градуса, находим количество HUDF на небе:

Если мы умножим полученное количество полей на количество галактик в одном поле, то получим число 14 868 000 000 000 (почти 15 триллионов) — согласно нашим вычислениям это общее количество галактик в наблюдаемой Вселенной.

Складываем!

Мы получили количество галактик, количество звезд в каждой из них и количество атомов в каждой звезде.

Мы ушли недалеко от новостных сайтов и ресурсов с интересными фактами, но зато смогли самостоятельно понять, как кому-то удалось прийти к такому числу. Попутно мы вспомнили законы механики и коснулись законов Кеплера. Ответ на такой, казалось бы, сложный вопрос мы получили простейшими вычислениями. Но неважно, точен ли ответ или нет — для современной науки он бесполезен. Ведь астрономы уже давно не считают звезды =)

Больше информации Вы можете найти в телеграм-канале об астрофизике, космологии и астрофотографии. Пишите мне в личку, наш чат или в блоке комментариев под статьей. Спасибо за внимание.