2.2.4: Número de Avogadro y el Topo

El mol está representado por el número de Avogadro, que es 6.022 × 10 ²³ átomos o moléculas por mol.

Objetivos de aprendizaje

• Definir y memorizar el número de Avogadro

Puntos Clave

• El topo permite a los científicos calcular el número de entidades elementales (generalmente átomos o moléculas) en una cierta masa de una sustancia dada.
• El número de Avogadro es un número absoluto: hay 6.022 × 10 ²³ entidades elementales en 1 mol. Esto también se puede escribir como 6.022 × 10 ²³ mol ^-1.
• La masa de un mol de una sustancia es igual al peso molecular de esa sustancia. Por ejemplo, el peso molecular medio del agua es de 18.015 unidades de masa atómica (amu), por lo que un mol de agua pesa 18.015 gramos.

Términos Clave

• mol: La cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos haya en 12 g de carbono-12.

Los cambios químicos observados en cualquier reacción implican el reordenamiento de miles de millones de átomos. No es práctico tratar de contar o visualizar todos estos átomos, pero los científicos necesitan alguna forma de referirse a la cantidad total. También necesitan una forma de comparar estos números y relacionarlos con los pesos de las sustancias, que puedan medir y observar. La solución es el concepto del mole, que es muy importante en la química cuantitativa.

Número de Avogadro

Amadeo Avogadro propuso primero que el volumen de un gas a una presión y temperatura dadas es proporcional al número de átomos o moléculas, independientemente del tipo de gas. A pesar de que no determinó la proporción exacta, se le atribuye la idea.

Figura: Amedeo Avogadro: Amedeo Avogadro se le atribuye la idea de que el número de entidades (generalmente átomos o moléculas) en una sustancia es proporcional a su masa física.

El número de Avogadro es una proporción que relaciona la masa molar en una escala atómica con la masa física en una escala humana. El número de Avogadro se define como el número de partículas elementales (moléculas, átomos, compuestos, etc.) por mol de una sustancia. _{Es igual a 6.022 × 10 ²³ mol ^-1 y se expresa como el símbolo N A.}

El número de Avogadro es un concepto similar al de una docena o un bruto. Una docena de moléculas son 12 moléculas. Un bruto de moléculas es 144 moléculas. El número de Avogadro es 6.022 × 10 ²³ moléculas. Con el número de Avogadro, los científicos pueden discutir y comparar números muy grandes, lo cual es útil porque las sustancias en cantidades cotidianas contienen números muy grandes de átomos y moléculas.

El Topo

El mol (mol abreviado) es la medida SI de la cantidad de una “entidad química”, como átomos, electrones o protones. Se define como la cantidad de una sustancia que contiene tantas partículas como átomos haya en 12 gramos de carbono-12 puro. Entonces, 1 mol contiene 6.022×10 ²³ entidades elementales de la sustancia.

Cálculos Químicos con el Número de Avogadro y el Mole

El número de Avogadro es fundamental para comprender tanto la composición de las moléculas como sus interacciones y combinaciones. Por ejemplo, dado que un átomo de oxígeno se combinará con dos átomos de hidrógeno para crear una molécula de agua (H ₂ O), un mol de oxígeno (6.022 × 10 ²³ de átomos de O) se combinará con dos moles de hidrógeno (2 × 6.022 × 10 ²³ de átomos de H) para hacer un mol de H ₂ O.

Otra propiedad del número de Avogadro es que la masa de un mol de una sustancia es igual al peso molecular de esa sustancia. Por ejemplo, el peso molecular medio del agua es de 18.015 unidades de masa atómica (amu), por lo que un mol de agua pesa 18.015 gramos. Esta propiedad simplifica muchos cálculos químicos.

Si tienes 1.25 gramos de una molécula con un peso molecular de 134.1 g/mol, ¿cuántos moles de esa molécula tienes?

1.25g×1 mole134.1g=0.0093 moles.1.25g×1 mole134.1g=0.0093 moles.

El topo, Avogadro: Este video introduce el conteo por masa, el topo, y cómo se relaciona con las unidades de masa atómica (AMU) y el número de Avogadro.