Come calcolare il numero di atomi in una molecola

La molecola è un insieme di due o più atomi collegati tra loro attraverso un legame chimico. Si tratta di particelle che costituiscono quasi tutto ciò che abbiamo intorno e che a loro volta sono costituite da altri elementi. In chimica è possibile calcolare il numero esatto degli atomi contenuti in essa. Vediamo insieme come si può svolgere questo calcolo e di quali dati abbiamo bisogno. È necessario disporre dei seguenti dati: massa del composto, numero di moli e peso molecolare.

Sperimentalmente è stato dimostrato che: una mole è pari a 6.0223•1023 atomi, e questo numero viene indicato con il simbolo NA. Il concetto di mole quindi in sé non è difficile: diciamo "una mole di atomi" per dire "602210000000000000000000 atomi", così come diciamo "una dozzina di uova" per dire "12 uova". NA prende il nome di Numero di Avogadro: in realtà il chimico italiano non ne determinò il valore: nella sua ipotesi egli si limitò a parlare di numero uguale di molecole diverse. Fu solo più tardi, che si riuscì a fornire una prima stima di questo valore, e il chimico J. Perrin (1870-1942) in un articolo del 1909 sul moto browniano delle molecole, propose di battezzare col nome di Avogadro questa costante universale in riconoscimento postumo al contributo del chimico torinese. Mentre, il peso molecolare è la massa di una singola molecola di tale composto, espressa in unità di massa atomica (o UMA o dalton). La massa molecolare può essere calcolata come la somma delle masse atomiche di tutti gli atomi costituenti la molecola.

Volendo fare un esempio, se la massa del composto (m) è uguale a 10g, il numero di moli (n) è 1 e il peso molecolare è pari a 26,98 g/mol, dobbiamo svolgere il seguente calcolo: n=m/PM. Sostituendo i dati avremo: n=m/PM= 0,37 mol. Ora si può applicare il numero di Avogadro nella formula: n x No= (0,37 mol) x (6,023 x 10^23 mol^-1) = 2,23 x 10^23 atomi. Questo risultato è il numero degli atomi contenuti all'interno di un'unità molecolare.

In sostanza, tramite la formula appena applicata si riesce a determinare la quantità atomica grazie alla costante di proporzionalità che permette di giungere al numero di particelle contenute in un determinato campione molecolare. In base ai dati che si hanno a disposizione si può modificare il calcolo. Ad esempio, se si è a conoscenza del numero di particelle, si dovrà invertire il conto di modo che n= N/No.

Avendo tutti i dati necessari, si potrà essere in grado di risolvere qualsiasi quesito riguardante ogni tipologia di molecola. Ci si deve armare di carta, penna e calcolatrice. Basta un po' di logica e di conoscenza basilare degli elementi chimici per giungere alle conclusioni sperate.

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