Cuando dos átomos de hidrógeno monoatómicos se unen para formar una molécula diatómica, liberan energía para volverse más estables. La energía que liberan es equivalente a una pérdida de masa, por lo que una molécula de hidrógeno diatómico pesa muy poco menos de dos átomos de hidrógeno individualmente.
Por lo tanto, un gramo de moléculas de hidrógeno debe contener más átomos que un gramo de átomos de hidrógeno.
Sin embargo, la diferencia puede ser tan leve que no importará.
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Vamos a resolverlo.
Cuando dos moles de átomos de hidrógeno reaccionan para formar un mol de moléculas, liberan 104 kilocalorías de energía.
[matemática] H + H [/ matemática] -> [matemática] H_2 + 104 [/ matemática] [matemática] kcal [/ matemática] (topo)
104 kilocalorías equivalen a 435 kilojulios. Usando [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática], 435 kilojulios es equivalente a [matemática] 4.83 [/ matemática] x [matemática] 10 ^ {- 9} [/ matemática] gramos de masa. Un mol de gas hidrógeno es 2.016 gramos. Por lo tanto, cuando un gramo de hidrógeno monoatómico se convierte en gas hidrógeno, [matemática] 2.40 [/ matemática] x [matemática] 10 ^ {- 9} [/ matemática] gramos se pierden.
Un átomo de hidrógeno tiene una masa de [matemáticas] 1.67 [/ matemáticas] x [matemáticas] 10 ^ {- 24} [/ matemáticas] gramos. Dividiendo eso en la pérdida de masa calculada anteriormente, debería haber [matemáticas] 1.44 [/ matemáticas] x [matemáticas] 10 ^ {15} [/ matemáticas] más átomos de hidrógeno en un gramo de moléculas de hidrógeno que en un gramo de hidrógeno átomos, o aproximadamente 0.00 000 024% más de átomos.