Door Chris Deziel Bijgewerkt op 24 maart 2022

ktsimage/iStock/GettyImages

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 op basis van 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 hoef je alleen maar te kijken naar de plaats die het element in de grafiek inneemt. Het plaatsnummer komt overeen met het aantal protonen.

TL;DR (te lang; niet gelezen)

Als je een monster hebt dat atomen van één enkel element bevat, kun je het aantal atomen vinden door het te wegen.

Elementen die diatomische moleculen vormen

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 O2 te vormen, is de combinatie stabieler. Dit is de vorm waarin zuurstof voorkomt in de atmosfeer van de aarde. Vier andere elementen kunnen op deze manier worden gecombineerd bij standaardtemperatuur en -druk. Ze omvatten stikstof (N), het meest voorkomende element in de atmosfeer, waterstof (H), chloor (Cl) en fluor (F). Twee andere elementen, broom (Br) en jodium (I), kunnen bij hogere temperaturen diatomische moleculen vormen. Alle tweeatomige moleculen bevatten twee atomen.

Edelgassen en metalen

Edelgassen en metalen

Sommige atomen, zoals natrium en fosfor, zijn zo reactief dat ze nooit vrij in de natuur voorkomen. 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 goudatomen (Au). Als u een groot monster van een edelgas of metaal heeft, kunt u 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

Atomen tellen

Om het aantal atomen in een monster te berekenen, moet je bepalen hoeveel mol van het element het monster bevat. Een mol is een eenheid die chemici gebruiken. Het is gelijk aan het aantal atomen van Avogadro (6,02 x 1023). Per definitie is het gewicht van één mol van een element (de molaire massa) gelijk aan het atoomgewicht in grammen. Het atoomgewicht voor elk element staat in het periodiek systeem, direct 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 u een monster heeft 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 vertelt je het aantal mol. Vermenigvuldig dat met het getal van Avogadro en je ontdekt hoeveel atomen het monster bevat.

Voorbeelden

Voorbeelden

1\. Hoeveel atomen zitten er in één ounce puur goud?

Een ounce is 28 gram en het atoomgewicht van goud is 197. Het monster bevat 28 ÷ 197 =0,14 mol. Als u dit vermenigvuldigt met het getal van Avogadro, krijgt u 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 hebben de atomen zich 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. Het aantal atomen is dus 7,53 x 1023.