ปริมาณของสารคือมวลโมลาร์อะโวกาโดรคงที่ หน่วยมวลอะตอม

โมล - ปริมาณของสารที่มีองค์ประกอบโครงสร้างมากเท่ากับอะตอมใน 12 g 12 C และองค์ประกอบโครงสร้างมักจะเป็นอะตอม โมเลกุล ไอออน ฯลฯ มวล 1 โมลของสาร แสดงเป็นกรัม มีค่าเท่ากับโมลของมัน มวล. ดังนั้นโซเดียม 1 โมลจึงมีมวล 22.9898 กรัมและมี 6.02 10 23 อะตอม แคลเซียมฟลูออไรด์ CaF 2 1 โมลมีมวล (40.08 + 2 18.998) = 78.076 ก. และมีโมเลกุล 6.02 10 23 โมเลกุล เช่น คาร์บอนเตตระคลอไรด์ CCl 4 โมลซึ่งมีมวล (12.011 + 4 35.453) = 153.823 ก. เป็นต้น

กฎของอโวกาโดร

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม (1811) A. Avogadro เสนอสมมติฐานตามที่ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันปริมาตรของก๊าซในอุดมคติที่เท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน สมมติฐานนี้แสดงให้เห็นในเวลาต่อมาว่าเป็นผลสืบเนื่องที่จำเป็นของทฤษฎีจลนศาสตร์ และปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกฎของอาโวกาโดร สามารถกำหนดได้ดังนี้: ก๊าซหนึ่งโมลที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันมีปริมาตรเท่ากันที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (0 ° C, 1.01×10 5 Pa) เท่ากับ 22.41383 ลิตร ปริมาณนี้เรียกว่าปริมาตรโมลาร์ของแก๊ส

อโวกาโดรเองไม่ได้ประมาณจำนวนโมเลกุลในปริมาตรที่กำหนด แต่เขาเข้าใจว่านี่เป็นปริมาณที่มาก ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่ครอบครองปริมาตรที่กำหนดเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2408 โดย J. Loschmidt; พบว่าก๊าซในอุดมคติ 1 ซม. 3 ภายใต้สภาวะปกติ (มาตรฐาน) มีโมเลกุล 2.68675×10 19 โมเลกุล โดยชื่อของนักวิทยาศาสตร์คนนี้ ค่าที่ระบุเรียกว่าหมายเลข Loschmidt (หรือค่าคงที่) ตั้งแต่นั้นมา มีการพัฒนาวิธีการอิสระจำนวนมากในการกำหนดหมายเลข Avogadro ข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมของค่าที่ได้รับเป็นหลักฐานที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการมีอยู่จริงของโมเลกุล

วิธี Loschmidt

เป็นที่สนใจทางประวัติศาสตร์เท่านั้น ขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่าก๊าซเหลวประกอบด้วยโมเลกุลทรงกลมที่อัดแน่นสนิท โดยการวัดปริมาตรของของเหลวที่เกิดจากปริมาตรของก๊าซที่กำหนด และทราบปริมาตรของโมเลกุลก๊าซโดยประมาณ (ปริมาตรนี้สามารถแสดงตามคุณสมบัติบางอย่างของก๊าซ เช่น ความหนืด) Loschmidt ได้ค่าประมาณของ Avogadro หมายเลข ~10 22 .

คำจำกัดความตามการวัดประจุของอิเล็กตรอน

หน่วยของปริมาณไฟฟ้าที่เรียกว่าเลขฟาราเดย์ F, คือประจุที่อิเลคตรอนหนึ่งโมลนำพาไป กล่าวคือ F = เน่, ที่ไหน อีคือประจุของอิเล็กตรอน นู๋- จำนวนอิเล็กตรอนใน 1 โมลของอิเล็กตรอน (เช่น เลขอโวกาโดร) ตัวเลขฟาราเดย์สามารถกำหนดได้โดยการวัดปริมาณไฟฟ้าที่ต้องใช้ในการละลายหรือตกตะกอนเงิน 1 โมล การวัดอย่างระมัดระวังโดยสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาให้ค่า F\u003d 96490.0 C และประจุอิเล็กตรอนที่วัดโดยวิธีการต่างๆ (โดยเฉพาะในการทดลองของ R. Milliken) คือ 1.602×10 -19 C จากที่นี่คุณจะพบ นู๋. วิธีการกำหนดหมายเลข Avogadro นี้ดูเหมือนจะเป็นวิธีที่ถูกต้องที่สุดวิธีหนึ่ง

การทดลองของเพอร์ริน

จากทฤษฎีจลนศาสตร์ ได้นิพจน์ที่เกี่ยวข้องกับหมายเลขอะโวกาโดรซึ่งอธิบายการลดลงของความหนาแน่นของก๊าซ (เช่น อากาศ) กับความสูงของคอลัมน์ของก๊าซนี้ หากเราสามารถคำนวณจำนวนโมเลกุลในก๊าซ 1 ซม. 3 ที่ความสูงต่างกัน 2 ระดับได้ เราจะพบว่า นู๋. น่าเสียดายที่สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้เนื่องจากโมเลกุลนั้นมองไม่เห็น อย่างไรก็ตาม ในปี 1910 J. Perrin ได้แสดงให้เห็นว่าการแสดงออกข้างต้นใช้ได้กับสารแขวนลอยของอนุภาคคอลลอยด์ ซึ่งมองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ การนับจำนวนอนุภาคที่ความสูงต่างกันในเสาแขวนทำให้ได้จำนวนอโวกาโดรเท่ากับ 6.82 x 10 23 จากการทดลองอีกชุดหนึ่งซึ่งมีการวัดการกระจัดกระจายของอนุภาคคอลลอยด์ซึ่งเป็นผลจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนของอนุภาคคอลลอยด์ เพอร์ริน ได้ค่า นู๋\u003d 6.86 × 10 23. ต่อจากนั้นนักวิจัยคนอื่น ๆ ได้ทำซ้ำการทดลองของ Perrin และได้รับค่าที่สอดคล้องกับสิ่งที่ยอมรับในปัจจุบัน ควรสังเกตว่าการทดลองของ Perrin กลายเป็นจุดเปลี่ยนในทัศนคติของนักวิทยาศาสตร์ต่อทฤษฎีอะตอมของสสาร - ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์บางคนถือว่าเป็นสมมติฐาน W. Ostwald นักเคมีที่โดดเด่นในสมัยนั้น แสดงความเปลี่ยนแปลงนี้ในมุมมองของเขาดังนี้: “ความสอดคล้องของการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนกับข้อกำหนดของสมมติฐานจลนศาสตร์ ... บังคับแม้แต่นักวิทยาศาสตร์ที่มองโลกในแง่ร้ายที่สุดให้พูดถึงการทดลอง พิสูจน์ทฤษฎีอะตอม”

การคำนวณโดยใช้หมายเลข Avogadro

ด้วยความช่วยเหลือของหมายเลข Avogadro จะได้รับมวลที่แน่นอนของอะตอมและโมเลกุลของสารหลายชนิด: โซเดียม 3.819 × 10 -23 g (22.9898 g / 6.02 × 10 23), คาร์บอนเตตระคลอไรด์ 25.54 × 10 -23 g เป็นต้น . นอกจากนี้ยังสามารถแสดงให้เห็นว่าโซเดียม 1 กรัมควรมีอะตอมประมาณ 3 × 10 22 อะตอมของธาตุนี้
ดูสิ่งนี้ด้วย

กฎของอโวกาโดร

ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม () A. Avogadro เสนอสมมติฐานตามที่ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันปริมาตรของก๊าซในอุดมคติที่เท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน สมมติฐานนี้แสดงให้เห็นในเวลาต่อมาว่าเป็นผลสืบเนื่องที่จำเป็นของทฤษฎีจลนศาสตร์ และปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกฎของอาโวกาโดร สามารถกำหนดได้ดังนี้ ก๊าซใดอุณหภูมิหนึ่งโมลและความดันเท่ากันมีปริมาตรเท่ากัน ภายใต้สภาวะปกติเท่ากับ 22,41383 . ปริมาณนี้เรียกว่าปริมาตรโมลาร์ของแก๊ส

อโวกาโดรเองไม่ได้ประมาณจำนวนโมเลกุลในปริมาตรที่กำหนด แต่เขาเข้าใจว่านี่เป็นค่าที่สูงมาก ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่ครอบครองปริมาตรที่กำหนดเกิดขึ้นในปี เจ. ลอชมิดท์. ตามมาจากการคำนวณของ Loschmidt ว่าสำหรับอากาศ จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรคือ 1.81·10 18 ซม. −3 ซึ่งน้อยกว่าค่าจริงประมาณ 15 เท่า หลังจาก 8 ปี แมกซ์เวลล์ให้ค่าประมาณที่ใกล้เคียงกว่ามากว่า "ประมาณ 19 ล้านล้าน" โมเลกุลต่อลูกบาศก์เซนติเมตร หรือ 1.9·10 19 ซม. −3 อันที่จริง 1 ซม.³ ของก๊าซในอุดมคติภายใต้สภาวะปกติประกอบด้วย 2.68675·10 19 โมเลกุล ปริมาณนี้เรียกว่าหมายเลข Loschmidt (หรือค่าคงที่) ตั้งแต่นั้นมา มีการพัฒนาวิธีการอิสระจำนวนมากในการกำหนดหมายเลข Avogadro ข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมของค่าที่ได้รับเป็นหลักฐานที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับจำนวนโมเลกุลที่แท้จริง

การวัดค่าคงที่

ข้อมูลในบทความนี้เป็นข้อมูลปัจจุบัน ณ เดือนธันวาคม 2554

ค่าที่ยอมรับอย่างเป็นทางการของจำนวน Avogadro ในวันนี้ถูกวัดในปี 2010 ด้วยเหตุนี้จึงใช้ทรงกลมสองอันที่ทำจากซิลิกอน-28 ทรงกลมนั้นได้มาที่สถาบันผลึกศาสตร์ไลบนิซและทำการขัดเงาที่ศูนย์ออปติกความแม่นยำสูงแห่งออสเตรเลียอย่างราบรื่นจนความสูงของส่วนที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวของมันไม่เกิน 98 นาโนเมตร สำหรับการผลิตนั้น ใช้ซิลิกอน-28 ที่มีความบริสุทธิ์สูง โดยแยกได้ที่สถาบันเคมี Nizhny Novgorod ของสารที่มีความบริสุทธิ์สูงของ Russian Academy of Sciences จากซิลิกอนเตตระฟลูออไรด์ที่เสริมสมรรถนะสูงในซิลิคอน-28 ซึ่งได้จากสำนักออกแบบกลางด้านเครื่องกล วิศวกรรมในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

การมีวัตถุในอุดมคติเช่นนี้ทำให้สามารถนับจำนวนอะตอมซิลิกอนในลูกบอลได้อย่างแม่นยำและด้วยเหตุนี้จึงกำหนดจำนวนอะโวกาโดร ตามผลลัพธ์ที่ได้จะเท่ากับ 6.02214084(18)×10 23 โมล −1 .

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่

• ผ่านผลคูณของค่าคงที่ Boltzmann ค่าคงที่ของแก๊สสากล R=กิโลนิวตันก.
• ผ่านผลคูณของประจุไฟฟ้าเบื้องต้นและหมายเลข Avogadro ค่าคงที่ฟาราเดย์จะแสดง F=enก.

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

วรรณกรรม

• หมายเลขของ Avogadro // สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

ดูว่า "หมายเลขของอโวกาโดร" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

- (ค่าคงที่ของ Avogadro สัญลักษณ์ L) ค่าคงที่เท่ากับ 6.022231023 สอดคล้องกับจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอยู่ในหนึ่ง MOL ของสาร ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

เบอร์ของอโวกาโดร- Avogadro konstanta statusas T sritis chemija apibrėžtis Dalelių (atomų, molekulių, jonų) skaičius viename medžiagos molyje, lygus (6.02204 ± 0.000031) 10²³ mol⁻¹ santrumpa(os) ซานทรัมปอ žr. ปรีดี priedas(ai) รูปแบบ Grafinis atitikmenys:… … Chemijos ปลายทาง aiskinamasis žodynas

เบอร์ของอโวกาโดร- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ค่าคงที่ของอโวกาโดร vok หมายเลขของ Avogadro อโวกาโดร คอนสแตนเต, ฉ; Avogadrosche Konstante, f rus. ค่าคงที่ของอโวกาโดร f; หมายเลขของ Avogadro, n pranc Constante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas

ค่าคงที่อโวกาโดร (หมายเลขอโวกาโดร)- จำนวนอนุภาค (อะตอม โมเลกุล ไอออน) ใน 1 โมลของสาร (โมลคือปริมาณของสารที่มีอนุภาคมากเท่ากับที่มีอะตอมในคาร์บอน 12 ไอโซโทป 12 กรัมพอดี) แทนด้วย สัญลักษณ์ N = 6.023 1023 หนึ่งใน ... ... จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่

- (เลขอโวกาโดร) จำนวนองค์ประกอบโครงสร้าง (อะตอม โมเลกุล ไอออน หรือ hc อื่นๆ) ในหน่วย นับ va ถึง va (ในหนึ่งโมล) ตั้งชื่อตาม A. Avogadro กำหนด NA A. p. หนึ่งในค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการพิจารณาหลาย ๆ ... สารานุกรมทางกายภาพ

- (หมายเลขของ Avogadro แสดงโดย NA) จำนวนโมเลกุลหรืออะตอมใน 1 โมลของสาร NA \u003d 6.022045 (31) x 1023 mol 1; ชื่อ ชื่อ เอ. อโวกาโดร ... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ. พจนานุกรมสารานุกรม

- (เลขอโวกาโดร) จำนวนอนุภาค (อะตอม โมเลกุล ไอออน) ใน 1 โมลในเวอร์จิเนีย แสดงว่า NA และเท่ากับ (6.022045 ... สารานุกรมเคมี

Na \u003d (6.022045 ± 0.000031) * 10 23 จำนวนโมเลกุลในโมลของสารใด ๆ หรือจำนวนอะตอมในโมลของสารธรรมดา หนึ่งในค่าคงที่พื้นฐานที่คุณสามารถกำหนดปริมาณได้ เช่น มวลของอะตอมหรือโมเลกุล (ดู ... ... สารานุกรมถ่านหิน

เรารู้จากวิชาเคมีของโรงเรียนว่าถ้าเราเอาสารใด ๆ หนึ่งโมล ก็จะประกอบด้วยอะตอม 6.02214084(18).10^23 หรือองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ (โมเลกุล ไอออน ฯลฯ) เพื่อความสะดวก หมายเลข Avogadro มักจะเขียนในรูปแบบนี้: 6.02 10^23.

อย่างไรก็ตาม เหตุใดค่าคงที่ Avogadro (ในภาษายูเครน “กลายเป็น Avogadro”) เท่ากับค่านี้ ไม่มีคำตอบสำหรับคำถามนี้ในตำราเรียน และนักประวัติศาสตร์เคมีก็มีเวอร์ชันต่างๆ มากมาย ดูเหมือนว่าหมายเลขของ Avogadro จะมีความหมายลับบางอย่าง ท้ายที่สุด มีตัวเลขวิเศษ ซึ่งบางตัวรวมถึงตัวเลข "pi" ตัวเลขฟีโบนักชี เจ็ด (แปดทางตะวันออก) 13 เป็นต้น เราจะต่อสู้กับสูญญากาศข้อมูล เราจะไม่พูดถึงว่าใครคือ Amedeo Avogadro และทำไมนอกเหนือจากกฎหมายที่เขากำหนดขึ้นค่าคงที่ที่พบหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์ยังได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์คนนี้ด้วย มีบทความมากมายที่เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้แล้ว

เพื่อความแม่นยำ ฉันไม่ได้นับโมเลกุลหรืออะตอมในปริมาตรใดๆ คนแรกที่พยายามคิดหาจำนวนโมเลกุลของก๊าซ

บรรจุอยู่ในปริมาตรที่กำหนดที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน คือ Josef Loschmidt และนั่นคือในปี 1865 จากการทดลองของเขา Loschmidt ได้ข้อสรุปว่าในหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรของก๊าซใด ๆ ภายใต้สภาวะปกติจะมี 2.68675 10^19 โมเลกุล

ต่อมาได้มีการคิดค้นวิธีการอิสระเกี่ยวกับวิธีการกำหนดจำนวน Avogadro และเนื่องจากผลลัพธ์ส่วนใหญ่ใกล้เคียงกัน สิ่งนี้จึงพูดอีกครั้งเกี่ยวกับการมีอยู่จริงของโมเลกุล ในขณะนี้ จำนวนวิธีมีมากกว่า 60 วิธี แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามปรับปรุงความแม่นยำของการประมาณการเพิ่มเติม เพื่อแนะนำคำจำกัดความใหม่ของคำว่า "กิโลกรัม" จนถึงตอนนี้ เปรียบเทียบกิโลกรัมกับมาตรฐานวัสดุที่เลือกโดยไม่มีคำจำกัดความพื้นฐาน

อย่างไรก็ตาม กลับไปที่คำถามของเรา - ทำไมค่าคงที่นี้จึงเท่ากับ 6.022 10^23?

ในวิชาเคมี ในปี 1973 เพื่อความสะดวกในการคำนวณ ได้มีการเสนอให้แนะนำแนวคิดเช่น "ปริมาณของสาร" หน่วยพื้นฐานสำหรับการวัดปริมาณคือโมล ตามคำแนะนำของ IUPAC ปริมาณของสารใดๆ จะเป็นสัดส่วนกับจำนวนของอนุภาคมูลฐานจำเพาะ ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนไม่ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร และเลขอาโวกาโดรเป็นส่วนกลับ

มาดูตัวอย่างกัน ดังที่ทราบจากคำจำกัดความของหน่วยมวลอะตอมคือ 01.00 น. สอดคล้องกับหนึ่งในสิบสองของมวลของอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอม 12C และมีค่าเท่ากับ 1.66053878.10^(−24) กรัม ถ้าคุณคูณ 1.00 น. โดยค่าคงที่อโวกาโดร คุณจะได้ 1,000 กรัม/โมล ทีนี้ลองมาพูดกันว่าเบริลเลียม จากตาราง มวลของเบริลเลียมหนึ่งอะตอมเท่ากับ 9.01 amu ลองคำนวณว่าหนึ่งโมลของอะตอมของธาตุนี้มีค่าเท่ากับ:

6.02 x 10^23 โมล-1 * 1.66053878x10^(−24) กรัม * 9.01 = 9.01 กรัม/โมล

ดังนั้นปรากฎว่าตัวเลขตรงกับอะตอม

ค่าคงที่อะโวกาโดรได้รับการคัดเลือกมาเป็นพิเศษเพื่อให้มวลโมลาร์สอดคล้องกับค่าอะตอมหรือค่าที่ไม่มีมิติ ซึ่งเป็นค่าโมเลกุลสัมพัทธ์

ดุษฎีบัณฑิตสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ Evgeny Meilikhov

บทนำ (ตัวย่อ) ของหนังสือ: หมายเลขของ Meilikhov EZ Avogadro วิธีดูอะตอม - Dolgoprudny: สำนักพิมพ์ "ปัญญา", 2017.

นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Amedeo Avogadro ซึ่งเป็นผู้ร่วมสมัยของ A. S. Pushkin เป็นคนแรกที่เข้าใจว่าจำนวนอะตอม (โมเลกุล) ในหนึ่งกรัมอะตอม (โมล) ของสารจะเท่ากันสำหรับสารทั้งหมด ความรู้เกี่ยวกับตัวเลขนี้เป็นช่องทางในการประมาณขนาดของอะตอม (โมเลกุล) ในช่วงชีวิตของ Avogadro สมมติฐานของเขาไม่ได้รับการยอมรับ

ประวัติของหมายเลข Avogadro เป็นเรื่องของหนังสือเล่มใหม่โดย Evgeny Zalmanovich Meilikhov ศาสตราจารย์ที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีแห่งมอสโก หัวหน้านักวิจัยที่ศูนย์วิจัยแห่งชาติ "สถาบัน Kurchatov"

หากผลของหายนะของโลก ความรู้ที่สะสมมาทั้งหมดจะถูกทำลายและมีเพียงวลีเดียวที่จะมาถึงสิ่งมีชีวิตรุ่นต่อไปในอนาคต แล้วข้อความใดที่ประกอบด้วยคำจำนวนน้อยที่สุดที่จะให้ข้อมูลมากที่สุด ฉันเชื่อว่านี่เป็นสมมติฐานของอะตอม: ... วัตถุทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม - วัตถุขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ตลอดเวลา
อาร์. ไฟน์แมน. Feynman บรรยายเกี่ยวกับฟิสิกส์

หมายเลข Avogadro (ค่าคงที่ของ Avogadro, ค่าคงที่ของ Avogadro) ถูกกำหนดให้เป็นจำนวนอะตอมใน 12 กรัมของไอโซโทปคาร์บอน -12 บริสุทธิ์ (12 C) โดยปกติจะแสดงเป็น NA ซึ่งน้อยกว่า L ค่าของหมายเลข Avogadro ที่แนะนำโดย CODATA (คณะทำงานเกี่ยวกับค่าคงที่พื้นฐาน) ในปี 2015: N A = 6.02214082 (11) 10 23 mol -1 โมลคือปริมาณของสารที่มีองค์ประกอบโครงสร้าง N A (นั่นคือองค์ประกอบมากเท่ากับที่มีอะตอมใน 12 g 12 C) และองค์ประกอบโครงสร้างมักจะเป็นอะตอม โมเลกุล ไอออน ฯลฯ ตามคำจำกัดความอะตอม หน่วยมวล (a.e. .m) เท่ากับ 1/12 ของมวลของอะตอม 12 C สารหนึ่งโมล (กรัม-โมล) มีมวล (มวลโมลาร์) ซึ่งเมื่อแสดงเป็นกรัมจะเท่ากับตัวเลข ต่อน้ำหนักโมเลกุลของสารนี้ (แสดงเป็นหน่วยมวลอะตอม) ตัวอย่างเช่น โซเดียม 1 โมลมีมวล 22.9898 ก. และมี (โดยประมาณ) 6.02 10 23 อะตอม แคลเซียมฟลูออไรด์ 1 โมล CaF 2 มีมวล (40.08 + 2 18.998) = 78.076 ก. และมี (โดยประมาณ) 6 . 02 10 23 โมเลกุล

ณ สิ้นปี 2554 ที่การประชุมใหญ่สามัญครั้งที่ XXIV เรื่องน้ำหนักและมาตรการ ข้อเสนอได้รับการลงมติเป็นเอกฉันท์เพื่อกำหนดโมลในรุ่นอนาคตของระบบหน่วยสากล (SI) ในลักษณะที่จะหลีกเลี่ยงการเชื่อมโยงกับคำจำกัดความ ของกรัม สันนิษฐานว่าในปี 2018 ไฝจะถูกกำหนดโดยตรงโดยหมายเลข Avogadro ซึ่งจะกำหนดค่าที่แน่นอน (ไม่มีข้อผิดพลาด) ตามผลการวัดที่แนะนำโดย CODATA จนถึงตอนนี้ หมายเลข Avogadro ไม่ได้รับการยอมรับตามคำจำกัดความ แต่เป็นค่าที่วัดได้

ค่าคงที่นี้ตั้งชื่อตามนักเคมีชื่อดังชาวอิตาลี Amedeo Avogadro (1776-1856) ซึ่งแม้ว่าตัวเขาเองจะไม่ทราบจำนวนนี้ แต่ก็เข้าใจว่ามันเป็นค่าที่สูงมาก ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม Avogadro เสนอสมมติฐาน (1811) ซึ่งที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันปริมาตรของก๊าซในอุดมคติที่เท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน สมมติฐานนี้แสดงให้เห็นในเวลาต่อมาว่าเป็นผลมาจากทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซ และปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกฎของอาโวกาโดร สามารถกำหนดได้ดังนี้: ก๊าซหนึ่งโมลที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันมีปริมาตรเท่ากันภายใต้สภาวะปกติเท่ากับ 22.41383 ลิตร (สภาวะปกติสอดคล้องกับความดัน P 0 \u003d 1 atm และอุณหภูมิ T 0 \u003d 273.15 K ). ปริมาณนี้เรียกว่าปริมาตรโมลาร์ของแก๊ส

ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่ครอบครองปริมาตรที่กำหนดเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2408 โดย J. Loschmidt จากการคำนวณของเขา จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรของอากาศคือ 1.8·10 18 ซม. -3 ซึ่งตามที่ปรากฏ น้อยกว่าค่าที่ถูกต้องประมาณ 15 เท่า แปดปีต่อมา เจ. แม็กซ์เวลล์ให้ค่าประมาณความจริงที่ใกล้เคียงกว่ามาก - 1.9·10 19 ซม. -3 ในที่สุด ในปี 1908 Perrin ได้ให้ค่าประมาณที่ยอมรับได้: N A = 6.8·10 23 mol -1 Avogadro's number ซึ่งพบจากการทดลองเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน

ตั้งแต่นั้นมา มีการพัฒนาวิธีการอิสระจำนวนมากเพื่อกำหนดจำนวนอาโวกาโดร และการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นได้แสดงให้เห็นว่าในความเป็นจริง (โดยประมาณ) มี (โดยประมาณ) 2.69 x 10 19 โมเลกุลใน 1 ซม. 3 ของก๊าซในอุดมคติภายใต้สภาวะปกติ ปริมาณนี้เรียกว่าหมายเลข Loschmidt (หรือค่าคงที่) สอดคล้องกับหมายเลข Avogadro N A ≈ 6.02·10 23 .

ตัวเลขของ Avogadro เป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางกายภาพที่สำคัญซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ แต่มันเป็น "ค่าคงที่ทางกายภาพสากล (พื้นฐาน)" หรือไม่? คำว่าตัวเองไม่ได้ถูกกำหนดและมักจะเกี่ยวข้องกับตารางรายละเอียดไม่มากก็น้อยของค่าตัวเลขของค่าคงที่ทางกายภาพที่ควรใช้ในการแก้ปัญหา ในเรื่องนี้ ค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐานมักจะถูกพิจารณาว่าปริมาณที่ไม่ใช่ค่าคงที่ของธรรมชาติและเป็นหนี้การดำรงอยู่ของมันเฉพาะกับระบบที่เลือกของหน่วย (เช่น ค่าคงที่แม่เหล็กและสุญญากาศทางไฟฟ้า) หรือข้อตกลงระหว่างประเทศแบบมีเงื่อนไข (เช่น เช่น หน่วยมวลอะตอม) ค่าคงที่พื้นฐานมักประกอบด้วยปริมาณที่ได้รับจำนวนมาก (เช่น ค่าคงที่ของแก๊ส R รัศมีอิเล็กตรอนแบบคลาสสิก r e \u003d e 2 /m e c 2 เป็นต้น) หรือในกรณีของปริมาตรโมลาร์ ค่าของพารามิเตอร์ทางกายภาพบางอย่างที่เกี่ยวข้อง ถึงเงื่อนไขการทดลองเฉพาะที่เลือกไว้เพื่อความสะดวกเท่านั้น (ความดัน 1 atm และอุณหภูมิ 273.15 K) จากมุมมองนี้ หมายเลข Avogadro เป็นค่าคงที่พื้นฐานอย่างแท้จริง

หนังสือเล่มนี้มีเนื้อหาเกี่ยวกับประวัติและการพัฒนาวิธีการกำหนดจำนวนนี้ มหากาพย์นี้กินเวลาประมาณ 200 ปี และในแต่ละระยะมีความเกี่ยวข้องกับแบบจำลองและทฤษฎีทางกายภาพที่หลากหลาย ซึ่งหลายเรื่องไม่ได้สูญเสียความเกี่ยวข้องมาจนถึงทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่ฉลาดที่สุดมีส่วนร่วมในเรื่องนี้ - เพียงพอที่จะตั้งชื่อ A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchovsky รายการสามารถดำเนินต่อไปได้ ...

ผู้เขียนต้องยอมรับว่าความคิดของหนังสือเล่มนี้ไม่ได้เป็นของเขา แต่สำหรับ Lev Fedorovich Soloveichik เพื่อนร่วมชั้นของเขาที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโกชายผู้มีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนาประยุกต์ แต่ยังคงโรแมนติก นักฟิสิกส์ในหัวใจ นี่คือบุคคลที่ (หนึ่งในไม่กี่คน) ยังคง "แม้ในยุคที่โหดร้ายของเรา" เพื่อต่อสู้เพื่อการศึกษาทางกายภาพที่ "สูงกว่า" อย่างแท้จริงในรัสเซียชื่นชมและส่งเสริมความงามและความสง่างามของความคิดทางกายภาพอย่างสุดความสามารถ . เป็นที่ทราบกันดีว่าจากพล็อตเรื่องซึ่ง A. S. Pushkin นำเสนอต่อ N. V. Gogol เป็นเรื่องตลกที่ยอดเยี่ยม แน่นอนว่านี่ไม่ใช่กรณีที่นี่ แต่บางทีหนังสือเล่มนี้อาจเป็นประโยชน์กับใครบางคนด้วย

หนังสือเล่มนี้ไม่ใช่งาน "วิทยาศาสตร์ยอดนิยม" แม้ว่าในแวบแรกอาจดูเหมือนเป็นเช่นนั้น โดยจะกล่าวถึงฟิสิกส์ที่จริงจังกับภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ ใช้คณิตศาสตร์อย่างจริงจัง และกล่าวถึงแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างซับซ้อน อันที่จริง หนังสือเล่มนี้ประกอบด้วยสองส่วน (ไม่ได้แบ่งเขตอย่างชัดเจนเสมอไป) ซึ่งออกแบบมาสำหรับผู้อ่านที่แตกต่างกัน บางคนอาจพบว่าน่าสนใจจากมุมมองทางประวัติศาสตร์และทางเคมี ในขณะที่ส่วนอื่นๆ อาจเน้นที่ด้านกายภาพและคณิตศาสตร์ของปัญหา ผู้เขียนนึกถึงผู้อ่านที่อยากรู้อยากเห็น - นักศึกษาคณะฟิสิกส์หรือเคมี ไม่ต่างจากคณิตศาสตร์และหลงใหลในประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ มีนักเรียนแบบนี้ไหม? ผู้เขียนไม่ทราบคำตอบที่แน่นอนสำหรับคำถามนี้ แต่จากประสบการณ์ของเขาเอง เขาหวังว่าจะมี

ข้อมูลเกี่ยวกับหนังสือของสำนักพิมพ์ "ปัญญา" - บนเว็บไซต์ www.id-intellect.ru

ปริมาณทางกายภาพที่เท่ากับจำนวนขององค์ประกอบโครงสร้าง (เช่น โมเลกุล อะตอม ฯลฯ) ต่อหนึ่งโมลของสารเรียกว่า ตัวเลขของอโวกาโดร ค่าที่ยอมรับอย่างเป็นทางการในปัจจุบันคือ NA = 6.02214084 (18) × 1023 mol -1 ซึ่งได้รับการอนุมัติในปี 2010 ในปี 2554 มีการตีพิมพ์ผลการศึกษาใหม่ซึ่งถือว่าแม่นยำกว่า แต่ในขณะนี้ยังไม่ได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการ

กฎของอโวกาโดรมีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาเคมี เขาอนุญาตให้คำนวณน้ำหนักของร่างกายที่สามารถเปลี่ยนสถานะได้ กลายเป็นก๊าซหรือกลายเป็นไอ มันอยู่บนพื้นฐานของกฎของ Avogadro ที่ทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลซึ่งตามมาจากทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซได้เริ่มการพัฒนา

นอกจากนี้ ด้วยความช่วยเหลือของกฎของ Avogadro ได้มีการพัฒนาวิธีการเพื่อให้ได้น้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลาย ในการทำเช่นนี้ กฎของก๊าซในอุดมคติได้ขยายไปสู่สารละลายเจือจาง ตามแนวคิดที่ว่าตัวถูกละลายจะถูกกระจายไปทั่วปริมาตรของตัวทำละลาย เนื่องจากก๊าซถูกกระจายในถัง นอกจากนี้ กฎของอโวกาโดรยังทำให้สามารถกำหนดมวลอะตอมที่แท้จริงขององค์ประกอบทางเคมีจำนวนหนึ่งได้

การใช้หมายเลขของ Avogadro ในทางปฏิบัติ

ค่าคงที่ใช้ในการคำนวณสูตรเคมีและในกระบวนการรวบรวมสมการปฏิกิริยาเคมี ด้วยความช่วยเหลือนี้จะกำหนดมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของก๊าซและจำนวนโมเลกุลในหนึ่งโมลของสารใด ๆ

ผ่านหมายเลข Avogadro ค่าคงที่ก๊าซสากลคำนวณได้โดยการคูณค่าคงที่นี้ด้วยค่าคงที่ Boltzmann นอกจากนี้ โดยการคูณเลขอาโวกาโดรกับประจุไฟฟ้าเบื้องต้น เราสามารถหาค่าคงที่ฟาราเดย์ได้

ใช้ผลของกฎของอโวกาโดร

ผลสืบเนื่องแรกของกฎหมายกล่าวว่า: "ก๊าซหนึ่งโมล (ใด ๆ) ภายใต้สภาวะที่เท่าเทียมกันจะครอบครองหนึ่งปริมาตร" ดังนั้น ภายใต้สภาวะปกติ ปริมาตรของก๊าซหนึ่งโมลใด ๆ คือ 22.4 ลิตร (ค่านี้เรียกว่าปริมาตรของก๊าซโมลาร์) และใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron คุณสามารถกำหนดปริมาตรของก๊าซที่ความดันและอุณหภูมิใดก็ได้

ผลสืบเนื่องที่สองของกฎหมาย: "มวลโมลาร์ของก๊าซตัวแรกเท่ากับผลคูณของมวลโมลาร์ของแก๊สตัวที่สองโดยความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซตัวแรกกับตัวที่สอง" กล่าวอีกนัยหนึ่ง ภายใต้สภาวะเดียวกัน เมื่อทราบอัตราส่วนของความหนาแน่นของก๊าซสองชนิด เราสามารถกำหนดมวลโมลาร์ของพวกมันได้

ในช่วงเวลาของ Avogadro สมมติฐานของเขาไม่สามารถพิสูจน์ได้ในทางทฤษฎี แต่ทำให้ง่ายต่อการทดลองสร้างองค์ประกอบของโมเลกุลของแก๊สและกำหนดมวลของพวกมัน เมื่อเวลาผ่านไป มีการใช้พื้นฐานทางทฤษฎีภายใต้การทดลองของเขา และตอนนี้หมายเลขของ Avogadro ถูกใช้ไปแล้ว