阿伏伽德罗数是化学中最重要的常数之一。它是一摩尔物质中粒子的数量,基于12克同位素碳-12中原子的数量。虽然这个数字是常数,但它包含了太多的重要数字,因此我们使用了一个舍入值6.022 x 1023。因此,你知道一摩尔中有多少原子。下面是如何使用这些信息来确定单个原子的质量。
问题:计算单个碳(C)原子的质量,单位为克。
解决方案
要计算单个原子的质量,首先要从周期表中查找碳的原子质量。这个数字12.01是一摩尔碳的质量,单位为克。一摩尔碳是6.022 x 1023个碳原子(阿伏伽德罗数)。然后,利用该关系将碳原子“转换”为克,比率为:
1个原子的质量/1个原子=一摩尔原子的质量/6.022 x 1023个原子
插入碳的原子质量,求解1个原子的质量:
1个原子的质量=一摩尔原子的质量/6.022 x 1023
碳原子质量=12.01克/6.022 x 1023碳原子质量=1.994 x 10-23克
答复
单个碳原子的质量为1.994x10-23g。
单个原子的质量是一个非常小的数字!这就是为什么化学家使用阿伏伽德罗数。它使原子的工作变得更容易,因为我们使用的是摩尔而不是单个原子。
虽然这个问题是用碳(阿伏伽德罗数所基于的元素)来解决的,但你可以用同样的方法来计算原子或分子的质量。如果你要求一个不同元素的原子质量,就用这个元素的原子质量。
如果你想用这个关系来解单个分子的质量,还有一个额外的步骤。你需要把一个分子中所有原子的质量加起来,然后用它们代替。
比方说,你想知道一个水原子的质量。根据式(H2O),你知道有两个氢原子和一个氧原子。使用元素周期表查找每个原子的质量(H为1.01,O为16.00)。形成一个水分子会给你一个质量:
1.01+1.01+16.00=每摩尔水18.02克
您可以通过以下方式解决:
1个分子的质量=1摩尔分子的质量/6.022 x 1023
1个水分子的质量=18.02克/摩尔/6.022 x 1023个分子/摩尔
1个水分子的质量=2.992 x 10-23克
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