Как найти количество атомов элемента в соединении?

Чтобы найти количество атомов конкретного элемента в соединении, сначала определите, сколько атомов этого элемента содержится в одной формульной единице вещества. Затем, если дана масса, количество вещества или число молекул, умножьте это число на соответствующий коэффициент.

1. По химической формуле

Нижний индекс после символа элемента показывает число его атомов.

Например, в молекуле воды $H_2O$:

• водорода — 2 атома;

• кислорода — 1 атом.

Если индекса нет, подразумевается 1 атом. Так, в $CO_2$ содержатся:

• 1 атом углерода;

• 2 атома кислорода.

2. Если есть скобки

Индекс после скобки умножает число атомов каждого элемента внутри скобок.

Например, $Ca(OH)_2$:

• кальций: $1$;

• кислород: $1 \cdot 2 = 2$;

• водород: $1 \cdot 2 = 2$.

Следовательно, формульная единица $Ca(OH)_2$ содержит 1 атом Ca, 2 атома O и 2 атома H.

Пример сложнее: $Al_2(SO_4)_3$:

• Al: 2 атома;

• S: $1 \cdot 3 = 3$ атома;

• O: $4 \cdot 3 = 12$ атомов.

3. Если перед формулой стоит коэффициент

Коэффициент умножает число атомов всех элементов в формуле.

Например, $3Al_2(SO_4)_3$:

• Al: $2 \cdot 3 = 6$ атомов;

• S: $3 \cdot 3 = 9$ атомов;

• O: $12 \cdot 3 = 36$ атомов.

4. Если дана масса или количество вещества

Сначала находят количество вещества соединения:

где:

• $n$ — количество вещества, моль;

• $m$ — масса вещества;

• $M$ — молярная масса.

Затем число формульных единиц:

где $N_A=6{,}022 \cdot 10^{23}\ \text{моль}^{-1}$ — постоянная Авогадро.

Чтобы найти число атомов нужного элемента:

где $k$ — число атомов этого элемента в одной формульной единице.

Пример

Сколько атомов водорода содержится в 18 г воды $H_2O$?

1. Молярная масса воды:

2. Количество воды:

3. В одной молекуле воды два атома водорода, значит:

В 18 г воды содержится примерно $1{,}2\cdot10^{24}$ атомов водорода.

5. Если спрашивают количество вещества атомов, а не их число

Например, в $2$ моль $H_2SO_4$ количество вещества атомов кислорода равно:

Потому что в каждой формульной единице серной кислоты четыре атома кислорода.

Главное правило: сначала посчитать число атомов нужного элемента в одной формуле, учитывая индексы, скобки и коэффициенты, а затем при необходимости умножить на число молекул или формульных единиц вещества.