2. Рассчитайте число структурных частиц в: а) 6 г водорода; б) 22,4 л кислорода; в) 1,5 моль воды.

Решение:

Для расчёта числа структурных частиц (атомов, молекул) используем формулы:

• Число частиц \( N = v \cdot N_A \), где \( v \) — количество вещества, \( N_A = 6,02 \times 10^{23} \) моль^-1 — число Авогадро.
• Количество вещества \( v \) через массу \( m \) и молярную массу \( M \): \( v = \frac{m}{M} \)
• Количество вещества \( v \) через объём \( V \) и молярный объём \( V_m = 22,4 \) л/моль (для газов при н.у.): \( v = \frac{V}{V_m} \)

а) 6 г водорода

Водород — двухатомный газ \( H_2 \). Молярная масса \( H_2 \): \( M = 2 \cdot 1 = 2 \) г/моль.

Количество вещества водорода: \( v = \frac{6 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 3 \) моль.

Число молекул водорода: \( N = 3 \text{ моль} \cdot 6,02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 18,06 \times 10^{23} = 1,806 \times 10^{24} \) молекул.

Число атомов водорода: \( 2 \cdot N = 2 \cdot 1,806 \times 10^{24} = 3,612 \times 10^{24} \) атомов.

б) 22,4 л кислорода

Кислород — двухатомный газ \( O_2 \). При нормальных условиях (н.у.).

Количество вещества кислорода: \( v = \frac{22,4 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 1 \) моль.

Число молекул кислорода: \( N = 1 \text{ моль} \cdot 6,02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 6,02 \times 10^{23} \) молекул.

Число атомов кислорода: \( 2 \cdot N = 2 \cdot 6,02 \times 10^{23} = 12,04 \times 10^{23} = 1,204 \times 10^{24} \) атомов.

в) 1,5 моль воды

Молекулы воды \( H_2O \).

Число молекул воды: \( N = 1,5 \text{ моль} \cdot 6,02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 9,03 \times 10^{23} \) молекул.

Число атомов водорода: \( 2 \cdot N = 2 \cdot 9,03 \times 10^{23} = 18,06 \times 10^{23} = 1,806 \times 10^{24} \) атомов.

Число атомов кислорода: \( 1 \cdot N = 9,03 \times 10^{23} \) атомов.

Ответ: а) 1,806 × 10²⁴ атомов водорода; б) 6,02 × 10²³ молекул кислорода; в) 9,03 × 10²³ молекул воды.