Как рассчитать количество молекул

Чтобы рассчитать количество молекул в веществе, умножьте количество вещества в молях на число Авогадро: N = n × NA, где NA = 6,022 × 10²³ моль⁻¹. Если известно масса вещества, используйте формулу N = (m × NA) / M.

Что такое моль и число Авогадро

Молекулы настолько малы, что считать их поштучно невозможно. Для этого придумали единицу моль – «упаковку», в которой всегда одинаковое число частиц.

Один моль содержит 6,022 × 10²³ структурных единиц. Это число называют постоянной Авогадро (NA). С 2019 года это точное значение, закреплённое в определении моля.

Для наглядности: если распределить один моль песчинок по поверхности Земли, они покроют планету слоем толщиной несколько метров.

Формулы для расчёта количества молекул

Через количество вещества (моль)

Если известно количество вещества в молях:

N = n × NA

где N – число молекул, n – количество вещества (моль), NA – число Авогадро.

Через массу вещества

Если известна масса:

N = (m × NA) / M

где m – масса вещества (г), M – молярная масса (г/моль).

Молярную массу находят по таблице Менделеева: сложите атомные массы всех элементов в молекуле. Например, для воды H₂O: M = 1×2 + 16 = 18 г/моль.

Через объём газа

Для газов при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм):

N = (V / Vm) × NA

где V – объём газа (л), Vm – молярный объём, равный 22,4 л/моль.

Примеры расчётов

Сколько молекул в 18 г воды

1. Молярная масса воды H₂O: M = 1×2 + 16 = 18 г/моль
2. Количество вещества: n = m / M = 18 / 18 = 1 моль
3. Число молекул: N = 1 × 6,022 × 10²³ = 6,022 × 10²³ молекул

Сколько молекул в 5 л кислорода

1. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л
2. Количество вещества: n = 5 / 22,4 = 0,223 моль
3. Число молекул: N = 0,223 × 6,022 × 10²³ = 1,34 × 10²³ молекул

Сколько молекул в 100 г углекислого газа

1. Молярная масса CO₂: M = 12 + 16×2 = 44 г/моль
2. Количество вещества: n = 100 / 44 = 2,27 моль
3. Число молекул: N = 2,27 × 6,022 × 10²³ = 1,37 × 10²⁴ молекул

Важные нюансы расчётов

Молекулы и атомы – не одно и то же. Одна молекула воды H₂O содержит три атома: два водорода и один кислород. Если нужно узнать общее число атомов, умножьте число молекул на количество атомов в одной молекуле.

Условия для газов. Молярный объём 22,4 л/моль справедлив только при нормальных условиях. При другой температуре и давлении используйте уравнение состояния идеального газа.

Объединённая формула. Все способы расчёта связаны соотношением:

n = m/M = N/NA = V/Vm

Выбирайте формулу в зависимости от того, какая величина известна – масса, количество молей или объём газа.

Расчёты основаны на определениях Международной системы единиц СИ. Для точных научных вычислений используйте актуальные справочные данные.