Как найти количество атомов

Иногда перед исследователями встает такая задача: как определить количество атомов того или иного вещества? Первоначально она может показаться исключительно сложной, ведь количество атомов даже в крохотном образце какого-либо вещества просто грандиозное. Как же их подсчитать?

Инструкция

1. Предположим, вам надо подсчитать количество атомов в куске чистого металла - например, железа, меди или даже золота. Да, представьте себя на месте великого ученого Архимеда, которому царь Гиерон дал совсем другое поручение, сказав: «Знаешь, Архимед, напрасно я подозревал своего ювелира в мошенничестве, корона-то оказалась из чистого золота! Нашему царскому величеству теперь угодно знать, сколько в ней золотых атомов».
2. Настоящего Архимеда задача, естественно, ввергла бы в ступор, хоть он и был гением. Ну а вы справились бы с нею в два счета. Сначала надо точно взвесить корону. Предположим, она весила бы ровно 2 кг, то есть 2000 граммов. Потом по таблице Менделеева установите молярную массу золота (примерно 197 грамм/моль.) Для упрощения расчетов чуть-чуть округлите в большую сторону – пусть будет 200 грамм/моль. Следовательно, в злополучной короне ровно 10 молей золота. Ну а потом возьмите универсальное число Авогадро (6,022х1023), умножьте на 10 и с торжеством отнесите результат царю Гиерону.
3. Ну а если надо подсчитать количество атомов газа? Задача чуть сложнее, но тоже легкорешаемая. Надо только с достаточной точностью измерить температуру, объем и давление газа.
4. А потом воспользуйтесь хорошо знакомым уравнением Менделеева–Клапейрона: PV = MRT/m. Обратите внимание, что M/m является ничем иным, как количеством молей данного газа, поскольку M – его фактическая масса, а m – молярная.
5. Подставьте известные вам величины в дробь PV/RT, найденный результат умножьте на универсальное число Авогадро (6,022*1023) и получите количество атомов газа при заданном объеме, давлении и температуре.
6. А если требуется подсчитать количество атомов в образце сложного вещества? И тут нет ничего особо трудного. Взвесьте образец, потом напишите его точную химическую формулу, с помощью Таблицы Менделеева уточните молярную массу каждого компонента и вычислите точную молярную массу этого сложного вещества (учтя при необходимости индексы элементов).
7. Ну а потом узнайте количество молей в исследуемом образце (поделив массу образца на молярную массу) и умножьте полученный результат на величину числа Авогадро.