Por Chris Deziel Actualizado el 24 de marzo de 2022
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Un átomo es un elemento. Las dos palabras son sinónimas, por lo que si buscas el número de átomos en un elemento, la respuesta es siempre uno, y solo uno. Los científicos conocen 118 elementos diferentes, que clasifican en la tabla periódica, un diagrama que los ordena en orden creciente según el número de protones en sus núcleos. Esta disposición permite responder de un vistazo a una pregunta importante:"¿Cuál es el número de protones en un elemento concreto?" Para responder a eso, simplemente necesita mirar el lugar que ocupa el elemento en el gráfico. El número de lugar corresponde al número de protones.
Si tienes una muestra que contiene átomos de un solo elemento, puedes encontrar el número de átomos pesándola.
Algunos átomos pueden formar enlaces covalentes con otros átomos del mismo elemento para formar moléculas diatómicas. El más conocido es el oxígeno (O). Un solo átomo de oxígeno es altamente reactivo, pero cuando forma un enlace con otro átomo de oxígeno para formar O2, la combinación es más estable. Ésta es la forma en que existe el oxígeno en la atmósfera terrestre. Otros cuatro elementos pueden combinarse de esta manera a temperatura y presión estándar. Incluyen el nitrógeno (N), que es el elemento más abundante en la atmósfera, el hidrógeno (H), el cloro (Cl) y el flúor (F). Otros dos elementos, bromo (Br) y yodo (I), pueden formar moléculas diatómicas a temperaturas más altas. Todas las moléculas diatómicas contienen dos átomos.
Algunos átomos, como el sodio y el fósforo, son tan reactivos que nunca se encuentran libres en la naturaleza. Sin embargo, dos grupos de elementos, los gases nobles y los metales nobles, son estables y pueden existir en muestras que contienen sólo átomos no unidos de ese elemento. Por ejemplo, un recipiente lleno de gas argón (Ar) contiene sólo átomos de argón, y una barra de oro puro contiene sólo átomos de oro (Au). Si tienes una muestra grande de un gas o metal noble, puedes calcular cuántos átomos contiene pesándolo.
Además de estos gases y metales, el carbono (C) también puede existir en estado libre. El diamante y el grafito son las dos formas más comunes. Entre los no metales, el carbono es único en su capacidad de existir de esta manera.
Para calcular la cantidad de átomos en una muestra, es necesario encontrar cuántos moles del elemento contiene la muestra. Un mol es una unidad que utilizan los químicos. Es igual al número de átomos de Avogadro (6,02 X 1023). Por definición, el peso de un mol de un elemento (su masa molar) es igual a su peso atómico en gramos. El peso atómico de cada elemento se encuentra en la tabla periódica, justo debajo del símbolo del elemento. El peso atómico del carbono es de 12 unidades de masa atómica (uma), por lo que el peso de un mol es de 12 gramos.
Si tiene una muestra que contiene solo átomos de un elemento en particular, pésela en gramos y divídala por el peso atómico del elemento. El cociente te dice el número de moles. Multiplícalo por el número de Avogadro y descubrirás cuántos átomos contiene la muestra.
1\. ¿Cuántos átomos hay en una onza de oro puro?
Una onza son 28 gramos y el peso atómico del oro es 197. La muestra contiene 28 ÷ 197 =0,14 moles. Multiplicar esto por el número de Avogadro te da el número de átomos en la muestra =8,43 x 1022 átomos.
2\. ¿Cuántos átomos de oxígeno hay en una muestra de gas que pesa 20 gramos?
El mismo procedimiento se aplica para encontrar el número de átomos en un gas diatómico, aunque los átomos se hayan combinado para formar moléculas. El peso atómico del oxígeno es 16, por lo que un mol pesa 16 gramos. La muestra pesa 20 gramos, lo que equivale a 1,25 moles. Por lo tanto, el número de átomos es 7,53 x 1023.
