1몰 탄소는 몇 개입니까?

탄소 1몰의 구성 원자 수를 이해하기 위해서는 아보가드로 상수의 개념을 살펴보는 것이 중요합니다. 아보가드로 상수는 순수한 물질 1몰에 포함된 입자(원자, 분자, 이온 등)의 수를 나타내는 기본 상수입니다. 최근 SI 기본 단위 재정의(2019년) 이후 아보가드로 상수의 값은 다음과 같이 정의됩니다.

Nₐ = 6.02214076 × 10^23 mol⁻¹

이 정의에 따르면 1몰의 물질에는 정확히 6.02214076 × 10^23개의 입자가 포함됩니다. 따라서 탄소 1몰의 구성 원자 수도 이 아보가드로 상수를 기준으로 계산할 수 있습니다.

탄소는 주기율표의 6족 원소로 순수한 상태에서는 다이아몬드나 흑연과 같은 고체 형태로 존재합니다. 탄소 원자는 6개의 전자를 가지고 있으며, 이 중 4개는 원자핵 주변의 가장 바깥쪽 껍질에 위치합니다. 이러한 전자 배열로 인해 탄소 원자는 다른 원자와 공유 결합을 형성할 수 있습니다.

1몰 탄소에 포함된 원자 수를 계산하려면 아보가드로 상수를 사용하면 다음과 같습니다.

1몰 탄소의 원자 수 = 아보가드로 상수
= 6.02214076 × 10^23 mol⁻¹
= **6.02214076 × 10^23개**

따라서 탄소 1몰에는 정확히 6.02214076 × 10^23개의 원자가 포함됩니다. 이러한 엄청난 수의 원자는 거시적인 탄소 시료에서도 매우 작은 부피를 차지합니다. 예를 들어, 12g의 순수 탄소(1몰에 해당)는 약 5.3mL의 부피를 차지합니다.