Numero di elettroni e loro massa totale in 1 kg di ferro

[nonesperto]

Calcolare il numero di elettroni e la loro massa totale in 1,00 kg di ferro.

Come si fa? Secondo me manca qualche dato.

[DNAnna]

Il peso atomico del ferro è 55,847; una mole di ferro pesa quindi 55,847 g e in 1.000 g (1 kg) vi saranno:
1.000 g : 55,847 g = 17,91 moli

In una mole di ferro vi sono 6,022·1023 atomi, pertanto, in 17,91 moli vi saranno:
6,022·1023 · 17,91 = 1,08·1025 atomi.

Il numero atomico Z di un elemento, che di solito viene scritto in basso a sinistra del simbolo (ad es. 26Fe) indica il numero degli elettroni presenti nell'atomo di quell'elemento.
Nel caso del ferro Z=26 e quindi ciascun atomo di ferro ha 26 elettroni.

Gli elettroni totali presenti in 1,00 kg di ferro saranno:
1,08·1025 ·26 = 2,81·1026 elettroni.

La massa di un elettrone è 9,11·10-28 g, pertanto la massa totale degli elettroni sarà:
2,81·1026 · 9,11·10-28 g = 0,26 g

Su mille grammi di ferro gli elettroni presenti pesano solo 0,26 grammi; i nuclei degli atomi rappresentano pertanto quasi la totalità della massa del ferro.

Nel ferro, il rapporto peso del metallo/peso degli elettroni in esso contenuti è quindi di circa 4.000 a 1. Questo rapporto può essere preso come rappresentativo di tutta la materia. E' lecito pertanto affermare che grosso modo su 4 kg di materia vi è solo 1 g di elettroni.