Atome - dies sind die grundlegenden Bausteine der Materie, die alle Substanzen um uns herum ausmachen. Die Anzahl der Atome kann jedoch in verschiedenen Substanzen stark variieren. Wenn wir über die Anzahl der Atome sprechen, fragen wir uns oft: Wie viele oder wenige haben sie in einer bestimmten Masse einer Substanz? Und siehe da, eine dieser Substanzen ist Helium.
Helium ist ein leichtes und inertes Gas, das in Industrie, wissenschaftlichen und medizinischen Zwecken weit verbreitet ist. Es ist interessant zu wissen, wie viele Atome in einer bestimmten Menge an Helium enthalten sind. In unserem Fall sind es 250 g Helium.
Um diese Frage zu beantworten, ist es notwendig, die Molmasse von Helium und die konstante Avogadro zu kennen. Die tatsächliche Situation ist äußerst unwahrscheinlich, um genaue Berechnungen durchzuführen, wie viele Atome in der angegebenen Heliummenge enthalten sind. Wir können diese Zahl jedoch mit einfacher Mathematik und grundlegenden Konzepten der Chemie ungefähr bestimmen.
Heliumatome: Struktur und Eigenschaften
Ein Heliumatom besteht aus einem Kern und zwei Elektronen, die sich in Umlaufbahnen um ihn herum umkreisen. Der Heliumkern besteht aus zwei Protonen und in der Regel auch aus zwei Neutronen. Protonen haben eine positive elektrische Ladung und Neutronen haben keine Ladung.
Da ein Heliumatom zwei Elektronen und zwei Protonen hat, ist es ladungsneutral. Elektronen wenden sich über bestimmte Energieniveaus oder Hüllen um. Die erste Schale enthält zwei Elektronen, und sie ist dem Kern am nächsten, und die zweite Schale enthält auch zwei Elektronen, befindet sich jedoch in größerer Entfernung vom Kern.
Helium ist ein chemisch stabiles Element und reagiert praktisch nicht mit anderen Elementen. Aus diesem Grund wird es in verschiedenen Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Medizin und Elektronikherstellung verwendet. Helium wurde mit Luftballons gefüllt und mit Ballons gefüllt, bevor Wasserstoff erfunden wurde.
Die Atommasse von Helium
Wenn wir über die Masse einer Substanz sprechen, verwenden wir normalerweise Gramm oder Kilogramm, aber im Falle von Atomen ist es praktisch, atomare Masseneinheiten (amu) zu verwenden, die relativ zu diesen Einheiten sind. Die Atommasse von Helium wird in amu ausgedrückt.
Die Atommasse von Helium wird durch die Massenzahl und die Isotopenzusammensetzung von Helium bestimmt. Helium besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen, und es hat zwei stabile Isotope: Helium-3 und Helium-4. Helium-4 ist viel häufiger und seine Massenzahl ist 4.002603 amu. Helium-3 hat eine Massenzahl von 3.016029 amu.
Die Atommasse von Helium kann unter Berücksichtigung des prozentualen Gehalts jedes der Heliumisotope berechnet werden. Die Berechnung erfolgt nach folgender Formel:
m = (m1 * p1 + m2 * p2) / 100,
wobei m die Atommasse von Helium ist, m1 die Atommasse von Helium-3 (3.016029 amu), m2 die Atommasse von Helium-4 (4.002603 amu), p1 ist der Heliumanteil von 3 Prozent in der Probe, p2 ist der Heliumanteil von 4 Prozent in der Probe.
Wenn beispielsweise der Heliumanteil von 3 10% beträgt und der Heliumanteil von 4 bis 90% beträgt, ist die Atommasse des Heliums gleich:
m = (3.016029 * 10 + 4.002603 * 90) / 100 = 3.984202 amu.
Daher kann die Atommasse von Helium in Abhängigkeit von der Isotopenzusammensetzung von Helium in der Probe variieren.
Die Molmasse von Helium
Die Molmasse von Helium beträgt ungefähr 4 g / mol. Dies bedeutet, dass ein einzelner Heliummol etwa 4 Heliatome enthält. Jedes Heliumatom hat eine Atommasse, die ungefähr 4 atomaren Masseneinheiten entspricht.
Um die Anzahl der Heliumatome in einer gegebenen Masse zu berechnen, ist es notwendig, seine Molmasse zu kennen. Nach der Formel:
Anzahl der Atome = (Masse / Molmasse) * 6,022 * 10^23
- masse - Heliummasse (in Gramm)
- molmasse - die Molmasse von Helium (in Gramm pro Mol)
- 6,022 * 10^ 23 ist eine Avogadro-Konstante, die die Anzahl der Atome oder Moleküle in einem einzigen Maulwurf einer Materie darstellt.
Wenn Sie also die Molmasse von Helium kennen, können Sie leicht die Anzahl der Atome in einer gegebenen Heliummasse berechnen und diese Informationen für die erforderlichen Berechnungen und Analysen verwenden.
Anzahl der Heliummoleküle in 250 g
Um die Anzahl der Heliummoleküle in 250 g zu finden, müssen Sie seine Molmasse kennen. Im Periodensystem der Elemente hat Helium eine Atommasse von etwa 4 g / mol.
Um die Anzahl der Moleküle zu berechnen, können wir in diesem Fall eine Formel verwenden:
anzahl der Moleküle = Masse / Molmasse * Anzahl der Avogadro (6,022 * 10 ^23 Moleküle / Mol).
Indem wir die Werte ersetzen, erhalten wir:
anzahl der Heliummoleküle = 250 g / 4 g/mol * 6,022 * 10^23 Moleküle/mol ≈ 3.011 * 10^25 Heliummoleküle.
So enthält 250 g Helium etwa 3.011 * 10 ^25 Heliummoleküle in 250 g Helium.
Eine molare Heliummenge von 250 g
Um die Molmenge von Helium in 250 g zu berechnen, müssen Sie die Molmasse dieses Elements kennen. Die Molmasse von Helium beträgt ungefähr 4 g / mol.
Um die Molmenge an Helium zu finden, müssen Sie die Masse dieses Elements durch seine Molmasse teilen:
Molare Heliummenge = Heliummasse / Molare Heliummasse
Heliumgewicht = 250 g
Helium-Molmasse = 4 g/mol
Wenn wir die Werte in die Formel einfügen, erhalten wir:
Molare Heliummenge = 250 g / 4 g/mol = 62,5 mol
Somit enthält 250 g Helium ungefähr 62.5 Mol der Atome dieses Elements.
