¿De qué manera podemos contar átomos y moléculas?
ACTIVIDAD
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¿Cómo podemos contar cuantas
moléculas hay aquí?
Ya te has dado cuenta que es fácil
contar lo que podemos ver a simple
vista, pero es difícil contar algo que
no podemos ver.




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A partir de la postulación del modelo atómico de
Dalton, los químicos se dedicaron a conocer la
masa de los átomos.
Como ya viste, para medir algunas cosas usamos
las unidades de masa como los Kg, g, Lb, etc.
O también las unidades de conteo como la unidad,
docena, etc.
Pero si en el laboratorio usáramos estas mismas
medidas, obtendríamos números muy pequeños. -
Hidrógeno
El átomo de hidrógeno tiene una masa de 1,66 x 10-27 kg.
Es decir: 0,00000000000000000000000000166 kg.Carbón
El átomo de carbono tiene una masa de 2,00 x 10-26 kg.
Es decir: 0,00000000000000000000000000200 kg. -
De aquí que, se hace necesario conocer cuántos átomos
hay en una cantidad dada de sustancia, de tal suerte
que podamos averiguar cuánta masa de diferentes
sustancias tenemos que medir para asegurarnos de
tener un mismo número de átomos en cada una.
Teniendo en cuenta que no es posible contar y
pesar uno a uno los átomos, apelamos a un
mecanismo indirecto que está basado en el
concepto de masa atómica.
-
El peso atómico del calcio es 40 uma y el
de helio es de 4 uma. Esto significa que el
átomo de calcio es 10 veces más pesado que
el de helio, y esto lo podemos corroborar con el
siguiente cálculo:De ahí que si tomáramos 100 átomos de
calcio y 100 átomos de helio, la masa o peso
del conjunto de átomos de calcio sería 10
veces mayor que la del conjunto de átomos de
helio, ya que también están en la relación de
40 a 4. Lo podemos corroborar así:Así, siempre que tomemos porciones de
calcio y helio que contengan el mismo número
de átomos, sus masas estarán en la relación
40 a 4, que es la de sus masas atómicas.Supongamos que ahora tomamos 40g de
calcio y 4 g de helio, valores que hacen parte
del nivel macroscópico de representación.
Además, estos valores son, en gramos
numéricamente igual a las masas atómicas de
los elementos, estas dos masas también están
en relación de los pesos atómicos, 40 a 4, lo
que quiere decir que el número de átomos que
hay en ellas debe ser el mismo. -
De ahí que se pueda generar la siguiente
afirmación:Muestras de diferentes elementos cuya
masa en gramos sea numéricamente igual
a la masa atómica, contendrán el mismo
número de átomos.Así, entonces, hay un mismo número de
átomos de 12g de carbono, 40 g de calcio y 4
gramos de helio, ya que estos valores son
numéricamente iguales a las masas atómicas
de sus respectivos elementos.De todo esto cabe preguntar:
¿Cuál es ese mismo número de átomos?
Esta pregunta se puede solucionar por medio
de la experimentación.Ya que los científicos determinaron
experimentalmente que su valor es 6,02 x 1023
átomos, este número, simbolizado por la letra
N, es de extraordinaria importancia en química
y es lo que conocemos como número de
Avogadro, en honor del notable científico
italiano Amadeo Avogadro (1776-1856).Toda muestra de un elemento cuya masa en
gramos sea numéricamente igual a su masa
atómica contiene 6,02 x 1023 átomos. -
¿Cuántos átomos habrían en 12 g de
carbono, en 4 g de helio y 23 g de sodio?¿Qué debes tener en cuenta
para hacer este cálculo? -
Si lo que queremos
contar es cuantas
moléculas, átomos,
electrones de
valencia, etc., hay,
se utiliza el mol.El sistema Internacional de medidas incorporó
al mol como una magnitud de cantidad de
sustancia. Siendo esta una de las siete
magnitudes fundamentales del sistema.De esta manera se puede cuantificar el
número de partículas o entidades
elementales que contiene una muestra
de sustancia.Una decena = 12 Un quinteto =5
Un par = 2 Un mol = 6,02 x 1023
Tenemos una muestra de glucosa pura, (C6H12O6), cuya masa es de 18,0 gramos.
Datos de masas atómicas:
C=12,0 H=1,0; O=16,0
Hallar:
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El n° de moles.
Para hallar el número de moles tenemos que tener
presente que debemos conocer la masa molecular y
la masa molar:
La masa molecular será igual a:
6 x12,0 + 12 x 1,0 + 6 x 16,0 = 180,0 uma
La masa molar, será igual a:
180 gramos por mol.
Teniendo esto en cuenta:

El n° de moléculas de glucosa.
Para hallar el número de moléculas de glucosa
multiplicamos los moles que obtuvimos por el número
de Avogadro:
0,1 mol x 6,023x1023 moléculas/mol = 6,023x1022
moléculas de glucosa

El n° de átomos de carbono.
Para hallar el número de átomos de carbono, tomamos
la cantidad que nos dió de moléculas de glucosa y la
multiplicamos por los átomos de carbono
6,023x1022 moléculas de glucosa x 6 átomos de
carbono/molécula
= 3,61x1023 át.C.

El n° de átomos de oxígeno.
Teniendo en cuenta los pasos anteriores halla
el numero de átomos de Oxígeno.

El n° de átomos de hidrógeno.
Teniendo en cuenta los pasos anteriores halla
el número de átomos de Hidrógeno..

La masa de una molécula de glucosa.
Para hallar la masa de una molécula de glucosa
tomamos la masa molecular y hacemos lo siguiente,
para cancelar umas y que quede en gramos:
180 uma/molécula x (1/6,023 X 1023) g/uma
= 2,99 x10-22 gramos/molécula.