Av Chris Deziel Uppdaterad 24 mars 2022
ktsimage/iStock/GettyImages
En atom är ett grundämne. De två orden är synonyma, så om du letar efter antalet atomer i ett element är svaret alltid en och bara en. Forskare känner till 118 olika grundämnen, som de kategoriserar i det periodiska systemet, ett diagram som ordnar dem i ökande ordning efter antalet protoner i deras kärnor. Detta arrangemang låter dig besvara en viktig fråga med ett ögonkast:"Vad är antalet protoner i ett visst element?" För att svara på det behöver du helt enkelt titta på platsen som elementet upptar i diagrammet. Platsnumret motsvarar antalet protoner.
Om du har ett prov som innehåller atomer av ett enda grundämne kan du hitta antalet atomer genom att väga det.
Vissa atomer kan bilda kovalenta bindningar med andra atomer av samma grundämne för att bilda diatomiska molekyler. Det mest kända är syre (O). En enda syreatom är mycket reaktiv, men när den bildar en bindning med en annan syreatom för att bilda O2 är kombinationen mer stabil. Detta är den form i vilken syre finns i jordens atmosfär. Fyra andra element kan kombineras på detta sätt vid standardtemperatur och -tryck. De inkluderar kväve (N), som är det vanligaste grundämnet i atmosfären, väte (H), klor (Cl) och fluor (F). Två andra grundämnen, brom (Br) och jod (I), kan bilda diatomiska molekyler vid högre temperaturer. Alla diatomiska molekyler innehåller två atomer.
Vissa atomer, som natrium och fosfor, är så reaktiva att de aldrig finns fria i naturen. Två grupper av grundämnen, ädelgaserna och ädelmetallerna, är dock stabila och kan existera i prover som endast innehåller obundna atomer av det grundämnet. Till exempel innehåller en behållare full av argongas (Ar) bara argonatomer, och en bar med rent guld innehåller bara guldatomer (Au). Om du har ett stort prov av en ädelgas eller metall kan du beräkna hur många atomer den innehåller genom att väga den.
Förutom dessa gaser och metaller kan kol (C) även existera i fritt tillstånd. Diamant och grafit är de två vanligaste formerna. Bland icke-metaller är kol unik i sin förmåga att existera på detta sätt.
För att beräkna antalet atomer i ett prov måste du ta reda på hur många mol av grundämnet provet innehåller. En mullvad är en enhet som kemister använder. Det är lika med Avogadros antal (6,02 X 1023) atomer. Per definition är vikten av en mol av ett grundämne (dess molmassa) lika med dess atomvikt i gram. Atomvikten för varje grundämne finns i det periodiska systemet precis under elementets symbol. Atomvikten för kol är 12 atommassaenheter (amu), så vikten av en mol är 12 gram.
Om du har ett prov som bara innehåller atomer av ett visst grundämne, väg provet i gram och dividera med grundämnets atomvikt. Kvoten anger antalet mol. Multiplicera det med Avogadros tal så får du reda på hur många atomer provet innehåller.
1\. Hur många atomer finns det i ett uns rent guld?
Ett uns är 28 gram och guldets atomvikt är 197. Provet innehåller 28 ÷ 197 =0,14 mol. Genom att multiplicera detta med Avogadros tal får du veta antalet atomer i provet =8,43 x 1022 atomer.
2\. Hur många syreatomer finns det i ett gasprov som väger 20 gram?
Samma procedur gäller för att hitta antalet atomer i en diatomisk gas, trots att atomerna har kombinerats för att bilda molekyler. Atomvikten för syre är 16, så en mol väger 16 gram. Provet väger 20 gram, vilket är lika med 1,25 mol. Därför är antalet atomer 7,53 x 1023.
