ماذا تفعل هذه الحاسبة
تحوّل هذه الأداة كمية المادة المقيسة بوحدة المول إلى العدد الفعلي من الذرات أو الجزيئات أو الأيونات أو غيرها من الجسيمات. وتعتمد في ذلك على ثابت أفوجادرو، وهو الجسر الأساسي الذي يربط بين العالم المجهري للجسيمات المفردة والعالم العياني الذي نتعامل معه في المختبر بوحدات الغرام والمول.
القانون
العلاقة بسيطة وتقوم على عملية ضرب واحدة:
$$N = n \times N_{A}$$
حيث \(N\) هو عدد الجسيمات، و\(n\) هي كمية المادة بالمول، و\(N_{A}\) هو ثابت أفوجادرو. ومنذ إعادة تعريف الوحدات الأساسية في النظام الدولي (SI) عام 2019، أصبحت قيمة \(N_{A}\) ثابتة ومحددة بدقة عند \(6.02214076 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}\)، وكثيرًا ما تُقرّب إلى \(6.022 \times 10^{23}\).
طريقة الاستخدام
أدخل عدد مولات المادة، فتعرض لك الحاسبة العدد الإجمالي للجسيمات الممثِّلة لها. تذكّر أنّ مدلول كلمة "جسيمات" يختلف باختلاف المادة: ففي العنصر أحادي الذرة تكون ذرات، وفي المركّب تكون جزيئات أو وحدات صيغة، وفي الأنواع الأيونية قد تكون أيونات.
مثال محلول
كم عدد الجزيئات الموجودة في 2 مول من الماء؟ $$N = 2 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.2044 \times 10^{24}\ \text{جزيء}$$ ولحساب عدد الذرات المفردة بدلًا من ذلك، لاحظ أنّ كل جزيء ماء (H₂O) يتكوّن من 3 ذرات، فيكون الناتج \(3.613 \times 10^{24}\) ذرة.
الذرات عبر كميات الشامل الشائعة
يتم إيجاد عدد الجزيئات الممثلة \(N\) في العينة بضرب كمية المادة بالمول بثابت أفوجادرو:
$$N = n \times 6.02214076 \times 10^{23}$$يسرد الجدول أدناه عدد الجزيئات الناتجة عن عدة كميات شامل شائعة. يتم تقريب كل قيمة إلى أربعة أرقام معنوية.
| المولات (n) | عدد الجزيئات (N) |
|---|---|
| 0.001 | 6.022 × 1020 |
| 0.1 | 6.022 × 1022 |
| 0.5 | 3.011 × 1023 |
| 1 | 6.022 × 1023 |
| 2 | 1.204 × 1024 |
| 10 | 6.022 × 1024 |
عدد الذرات في الجزيء مهم. تحسب الصيغة أعلاه الجزيئات الممثلة — أياً كان الجزيء الذي تشير إليه الشامل. إذا كان الجزيء جزيئاً، يجب عليك الضرب مرة أخرى في عدد الذرات في ذلك الجزيء للحصول على إجمالي عدد الذرات. على سبيل المثال، 1 مول من الماء (H₂O) يحتوي على \(6.022 \times 10^{23}\) جزيء، لكن كل جزيء يحتوي على 3 ذرات (2 H + 1 O)، لذلك تحتوي العينة على \(3 \times 6.022 \times 10^{23} = 1.807 \times 10^{24}\) ذرة. وبالمثل، 2 مول من CO₂ يحتوي على \(1.204 \times 10^{24}\) جزيء و \(3 \times 1.204 \times 10^{24} = 3.613 \times 10^{24}\) ذرة.
المصطلحات الرئيسية المعرّفة
- المول (mol)
- وحدة الكمية الأساسية في النظام الدولي للوحدات. يحتوي المول الواحد على بالضبط \(6.02214076 \times 10^{23}\) جسيم أولي (رقم أفوجادرو)، كما حددته إعادة تعريف النظام الدولي للوحدات في عام 2019.
- ثابت أفوجادرو (N₀)
- عدد الجسيمات الأولية في المول، \(N_A = 6.02214076 \times 10^{23}\ \text{مول}^{-1}\). يحول كمية بالمول إلى عدد من الجزيئات.
- الجزيء الممثل
- الكيان المحدد الذي يتم عده في سياق معين — ذرة أو جزيء أو أيون أو وحدة صيغة أو إلكترون. تشير الشامل دائماً إلى جزيء ممثل محدد.
- الذرة
- أصغر وحدة من عنصر كيميائي تحتفظ بهوية العنصر، تتكون من نواة تحتوي على بروتونات ونيوترونات محاطة بإلكترونات.
- الجزيء
- ذرتان أو أكثر مرتبطتان برابطة تساهمية، تعملان كالجزيء الممثل للمادة الجزيئية (مثل H₂O أو O₂ أو CO₂).
- وحدة الصيغة
- نسبة الأيونات الكاملة الأقل في مركب أيوني، تُستخدم كجزيئه الممثل (مثل NaCl يمثل أيون Na⁺ واحد وأيون Cl⁻ واحد).
- الأيون
- ذرة أو مجموعة من الذرات تحمل شحنة كهربائية صافية من اكتساب أو فقدان إلكترونات، مثل Na⁺ (كاتيون) أو Cl⁻ (أنيون).
- كمية المادة (n)
- الكمية الفيزيائية، التي تُقاس بالمول، والتي تعبر عن عدد الجزيئات الممثلة التي تحتويها العينة؛ يُستخدم الرمز \(n\) في المعادلة \(N = n \times N_A\).
الأسئلة الشائعة
ما هو المول؟ المول هو وحدة كمية المادة في النظام الدولي للوحدات؛ ويحتوي المول الواحد على عدد أفوجادرو تمامًا من الكيانات.
هل تعطي الحاسبة عدد الذرات أم الجزيئات؟ تعطيك عدد الكيان الذي يشير إليه المول. فإن كانت المادة عنصرًا ذريًّا أعطت ذرات، وإن كانت مركّبًا جزيئيًّا أعطت جزيئات.
هل يمكنني إدخال كسر من المول؟ نعم. يمكنك إدخال قيم عشرية أو صغيرة جدًّا (مثل 0.001) بلا مشكلة، فتعطي عددًا أقل من الجسيمات بالنسبة نفسها.
