Anzahl von Atomen?

2 Antworten

Von Experten TomRichter und Picus48 bestätigt

Gold bildet eine kubisch dichteste Kugelpackung. Eine würfelförmige Elementarzelle enthält 4 Atome und hat eine Kantenlänge von 0,4078 nm.
Die Angabe des Atomabstands, der einer halben Flächendiagonale entspricht, ist eher unüblich, aber mit 0,288 nm * √2 = 0,407 lässt sich das leicht umrechnen.
Die Raumerfüllung ist dabei eine nur verwirrende überflüssige Information.
Es gilt Volumen * (Teilchen/Volumen) = Anzahl Teilchen.
Also (4/3 * п * (15nm)³) / (4 / (0,4078nm)³ =

Allerdings kannst du auch einfacher rechnen. Das Verhältnis von Kugeldurchmesser zu Atomdurchmesser ist 3nm/0,288nm Das hoch drei ist das Verhältnis der Volumina, Mit Erfüllungsgrad von 0,74 ergibt sich
((3nm)³/(0,288nm)³)*0,74=(3/0,288)³*0,74=836.
Dein Ansatz war schon richtig, aber du hast hoch drei vergessen.

Merve999 
Fragesteller
 23.11.2023, 20:18

Kussss

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BurkeUndCo  23.11.2023, 22:26

Genau auf das Ergebnis komme ich auch.

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Merve999 
Fragesteller
 24.11.2023, 14:12

Ist die kantenlänge aber in der aufgave nicht dchon 0,288nm 🤔

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ThomasJNewton  24.11.2023, 14:23
@Merve999

Das ist der Atomabstand. Das Gitter wird so symmetrisch wie möglich gewählt, in diesem Fall als Würfel. Atome sind in den Ecken und den Flächenmitten dieses Würfels, deshalb nennt man es kubisch-flächenzentriertes Gitter. Der Abstand ergibt sich als Strecke zwischen Ecke und Flächenmitte, also als Hälfte der Flächendiagonale. Und die ist, Pythagoras lässt grüßen, ½*√2 oder 1/√2 der Kantenlänge.

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Merve999 
Fragesteller
 24.11.2023, 14:25

Und 15nm, woher kommen diese :)?

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ThomasJNewton  24.11.2023, 14:29
@Merve999

Au weiah, das ist der Radius, wenn der Durchmesser 30nm ist, wie in der Aufgabe. Formeln basieren nun mal meist auf dem Radius.

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Von Experte ThomasJNewton bestätigt

Das Volumen dieses Teilchen ist:

V = 1,4137*10⁻²⁶ m³

Gold hat die Dichte von ρ = 19,32 g/cm³. Damit errechnet sich die Masse zu:

m = ρ * V = 2,731* 10⁻²² kg

Die atomare Masse von Gold ist M = 196,97 u. Das heißt also, dass 6,022 * 10²³ Atome die Masse von 0,19697 kg haben. Ein Goldatom bringt somit die Masse:

m(Au) = 0,19697 kg/(6,022 * 10²³) = 3,27 * 10⁻²⁵ kg

N = 2,731* 10⁻²² kg/(3,27 * 10⁻²⁵ kg) = 835

Somit sollte die richtige Antwortoption "840" sein.

ThomasJNewton  23.11.2023, 20:39

Ein dritter Ansatz. Wenn die verschiedenen Ansätze dann noch zum selben Ergebnis kommen, um so besser.

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Merve999 
Fragesteller
 24.11.2023, 14:29

Danke, aber ich sollte ohne atomspezifische Angaben rechnen 😊

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