9 mei 2021

Hoeveel atomen zitten er in een kg silicium?

Credit: B.Andreas et al.

Voor het geval je die vraag – hoeveel atomen er dus in een kilogram silicium zitten – ooit nog eens op een kwis moet beantwoorden, heb ik hier het antwoord voor je: 6,02214084(18) x 1023 atomen. Yep, niet meer en niet minder. En hoe komt men aan die wijsheid? Nou eenvoudig, door de atomen letterlijk te tellen. Nou ja, niet in een hele kilo van dat element, maar in een klein volume van een een bol bestaande uit silicium. Het aantal keren dat dit kleine volume past in één ‘mol’ van een bijna perfecte bol silicium is de constante van Avogadro, het getal dat aangeeft hoeveel atomen er zitten in een mol van de isotoop koolstof 12C. Afijn, de details van de berekening en van de productie van die silicium bol, die al in 2004 in Sint Petersburg startte, vind je in de bron én in dit wetenschappelijke artikel. Bron: Technology Review.

Comments

  1. Leuk om zo’n FAQ lijst te maken. Staan interessante weetjes en uitleg in. Het antwoord op de vraag hoeveel atomen er in een kilo Si gaan is denk ik niet juist. Het atoomgetal van Si is 28. Dus 28 gram bevat een mol atomen Een kilo bevat 1000/28 x 6 x 10^23 atomen.
    Groet, Petry

    • Het atoomgetal is toch 14? En slaat op het aantal protonen. Ik volg je berekening niet. Maar ik ben geen scheikundige.

      • Peter van der Werf zegt

        Ik denk dat Petry doelt op de atoommassa van de isotoop silicium-28.
        Volgens de link in het artikel is de constante van Avogadro ongeveer 6×10^23. Dit is het aantal atomen in een mol.
        Een mol koolstof-12 is 12 gram, een mol silicium-28 is 28 gram enz.

        • Ok, dank. Dus, als 28 gram silicium-28 1 mol is, dan is 1 kg ervan dus ongeveer 36 mol. Maar in de paper geven ze een waarde van ong. 6×10^23 mol voor een kg silicium-28. Dat is zo’n groot verschil dat ik vast iets duidekijks mis, maar ik weet even niet wat.

          • Het lijkt verwarrend, maar ik lees in de samenvatting van het artikel dat dit “the most accurate input datum for a new definition of the kilogram” is. Dus niet het aantal atomen in een kg.

          • Peter van der Werf zegt

            Zo had ik het aanvankelijk ook gelezen. Maar in de laatste zin van het abstract wordt een nieuwe waarde voor de constante van Avogadro gegeven. En aan de hand daarvan kan de kilogram nauwkeuriger worden gedefinieerd. Het aantal atomen in een mol silicium-28 is dus iets nauwkeuriger te bepalen dan het aantal atomen in een mol koolstof-12.

  2. Peter ik denk dat we het eens zijn. Het aantal atomen Si in 28 gram zijn nauwkeuriger bepaald, maar nog steeds ongeveer 6 x 10^23 . Dat betekent dat het aantal atomen in een kilo Si gelijk is aan (1000/28) x 6 x 10^23 . Toch?

    • Mijn verwarring staat los van het aantal atomen. De paper (abstract) rapporteert een waarde van ong. 6×10^28 mol voor 1 kg silicium-28, terwijl jullie beiden in zoveel woorden zeggen dat het rond de 36 mol moet zijn. De fout ligt natuurlijk bij mij maar ik zie niet waar.

    • Peter van der Werf zegt

      Inderdaad, het getal dat in de paper wordt genoemd komt vrijwel overeen met de constante van Avogadro uit de Wiki link. Het kan nauwelijks iets anders zijn dan een nieuwe waarde voor deze constante, dus een nieuwe telling van het aantal atomen per mol. In de slotzin van het abstract wordt het nogal compact geformuleerd. Het eerste deel van de zin heeft betrekking op de nieuwe waarde voor de constante. Het tweede deel van de zin geeft aan dat met behulp van deze nieuwe waarde de kilogram nauwkeuriger kan worden gedefinieerd.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

%d bloggers liken dit: