NộI Dung
Các nguyên tử và phân tử cực kỳ nhỏ, và bất kỳ vật chất nào đủ lớn để cân đều chứa một số lượng lớn đến mức chúng không thể đếm được ngay cả khi bạn có thể nhìn thấy chúng. Vậy làm thế nào để các nhà khoa học biết có bao nhiêu phân tử trong một lượng nhất định của một hợp chất cụ thể? Câu trả lời là họ dựa vào số Avogadros, đó là số nguyên tử trong một mol của hợp chất. Miễn là bạn biết công thức hóa học của hợp chất, bạn có thể tra cứu trọng lượng nguyên tử của các nguyên tử cấu thành nó và bạn sẽ biết trọng lượng của một nốt ruồi.Nhân số đó với trọng lượng bạn có trong tay, sau đó nhân với số Avogadros - số hạt trong đơn vị gọi là nốt ruồi - để tìm số lượng phân tử trong mẫu của bạn.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Nếu bạn biết trọng lượng của hợp chất tính bằng gam, bạn có thể tìm thấy số lượng phân tử bằng cách tra trọng lượng của các nguyên tử thành phần, tính toán số lượng mol bạn có và nhân số đó với số Avogadros, là 6.02 X 1023.
Số avogadro
Số Avogadros không được giới thiệu bởi tên của nó, nhà vật lý người Ý Amadeo Avogadro (1776-1856). Thay vào đó, lần đầu tiên nó được đề xuất bởi nhà vật lý người Pháp Jean Baptiste Perrin vào năm 1909. Ông đặt ra thuật ngữ khi xác định xấp xỉ đầu tiên bằng cách quan sát các rung động ngẫu nhiên của các hạt siêu nhỏ lơ lửng trong chất lỏng và khí. Các nhà nghiên cứu tiếp theo, bao gồm nhà vật lý người Mỹ Robert Millikan, đã giúp tinh chỉnh nó, và ngày nay các nhà khoa học định nghĩa số Avogadros là 6.02214154 x 1023 hạt trên mỗi mol. Cho dù vật chất ở trạng thái rắn, khí hay lỏng, một nốt ruồi luôn chứa số lượng hạt Avogadros. Đó là định nghĩa của một nốt ruồi.
Tìm khối lượng phân tử của hợp chất
Mỗi nguyên tử có một khối lượng nguyên tử cụ thể mà bạn có thể tra cứu trong bảng tuần hoàn của các nguyên tố. Bạn có thể tìm thấy nó dưới dạng số ngay dưới tên các thành phần và thường được tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử. Điều đó đơn giản có nghĩa là một mol của nguyên tố nặng số được hiển thị bằng gam. Ví dụ, khối lượng nguyên tử của hydro là 1,008. Điều này có nghĩa là một mol hydro nặng 1,008 gram.
Để tìm trọng lượng phân tử của một phân tử hoặc hợp chất, bạn phải biết công thức hóa học của nó. Từ đó, bạn có thể đếm số lượng nguyên tử riêng lẻ. Sau khi tra cứu trọng lượng nguyên tử của từng nguyên tố, bạn có thể cộng tất cả các trọng số lại với nhau để tìm trọng lượng của một mol tính bằng gam.
Ví dụ
1. Trọng lượng phân tử của khí hydro là gì?
Khí hydro là tập hợp của H2 phân tử, vì vậy bạn nhân khối lượng nguyên tử với 2 để có khối lượng phân tử. Câu trả lời là một mol khí hydro nặng 2,016 gram.
2. Trọng lượng phân tử của canxi cacbonat là gì?
Công thức hóa học của canxi cacbonat là CaCO3. Trọng lượng nguyên tử của canxi là 40,078, của carbon là 12,011 và của oxy là 15,999. Công thức hóa học bao gồm ba nguyên tử oxy, vì vậy nhân trọng lượng của oxy với 3 và thêm nó vào hai nguyên tử kia. Khi bạn làm điều này, bạn thấy trọng lượng của một mol canxi cacbonat là 100.086 gram.
Tính số phân tử
Một khi bạn biết trọng lượng phân tử của một hợp chất, bạn sẽ biết số lượng Avogadros của hợp chất đó nặng bao nhiêu gam. Để tìm số lượng phân tử trong một mẫu, chia trọng lượng của mẫu cho trọng lượng của một nốt ruồi để lấy số mol, sau đó nhân với số Avogadros.
1. Có bao nhiêu phân tử trong 50 gam khí hydro (H2)?
Trọng lượng phân tử của 1 mol H2 khí là 2,016 gam. Chia số này thành số gram bạn có và nhân với 6.02 x 1023 (Số Avogadros được làm tròn đến hai chữ số thập phân). Kết quả là (50 gram 2.016 gram) X 6.02 x 1023 = 149,31 X1023 = 1,49 X 1025 phân tử.
2. Có bao nhiêu phân tử canxi cacbonat trong một mẫu nặng 0,25 gam?
Một mol canxi cacbonat nặng 100,086 gam, do đó 0,25 mol nặng 0,25 / 100,86 = 0,0025 gram. Nhân với số Avogadros để nhận 0,015 X 1023 = 1,5 x 1021 các phân tử trong mẫu này.