Numer Avogadro: interesujące informacje

Z lekcji chemii w szkole wiemy, że jeśli weźmiemy jeden mol substancji, to będzie zawierać 6,02214084 (18) • 10 ^ 23 atomów lub inne elementy strukturalne (cząsteczki, jony itp.). Dla wygody numer Avogadro jest zwykle zapisywany w następującej postaci: 6.02 • 10 ^ 23.

Ale dlaczego jest stały Avogadro (w języku ukraińskim "Avogadro stał się") równe dokładnie tej wartości? Odpowiedź na to pytanie w podręcznikach brakuje, a historycy z chemii oferują różne wersje. Wydaje się, że numer Avogadro ma jakieś tajne znaczenie. Przecież istnieją również liczby magiczne, w których niektóre zawierają liczbę "pi", liczbę Fibonacciego, siedem (na wschód osiem), 13 itd. Będziemy walczyć z próżnią informacyjną. O kim Amedeo Avogadro jest i dlaczego na cześć tego naukowca, oprócz prawa, które sformułował, stała znajdowała się również na Krateru Księżyca, nie będziemy mówić. Napisano już wiele artykułów.

Dokładnie, Amedeo Avogadro nie zajmował się obliczaniem cząsteczek lub atomów w określonej objętości. Pierwszy próbuje dowiedzieć się, ile cząsteczek gazu Ujmowany w danej objętości przy takim samym ciśnieniu i temperaturze, był Josef Loschmidt, i to było w 1865 roku. W wyniku swoich eksperymentów Loschmidt doszedł do wniosku, że w jednym centymetrze sześciennym gazu w zwykłych warunkach znajduje się 2.68675 x 1019 molekuł.

Następnie wymyślono dużą liczbę niezależnych sposobów określania liczby Avogadro, a ponieważ wyniki w dużym stopniu zbiegły się, to ponownie przemówiło na rzecz rzeczywistego istnienia molekuł. W tej chwili liczba metod przekroczyła 60, ale w ostatnich latach naukowcy próbują dalej poprawić dokładność oceny, aby wprowadzić nową definicję pojęcia "kilogram". Obecnie kilogram porównuje się z wybranym standardem materiału bez podstawowej definicji.

Powróćmy jednak do naszego pytania – dlaczego jest to stałe 6.022 • 10 ^ 23?

W chemii, w 1973 r., Dla wygody w obliczeniach zasugerowano wprowadzenie takiego pojęcia jako "ilość substancji". Główną jednostką do pomiaru ilości była mol. Zgodnie z zaleceniami IUPAC ilość dowolnej substancji jest proporcjonalna do liczby konkretnych cząstek elementarnych. Współczynnik proporcjonalności nie zależy od rodzaju substancji, a liczba Avogadro jest jej wzajemna.

Dla jasności, weźmy przykład. Jak wiadomo z definicji jednostki masy atomowej, 1 amu. Odpowiada jednej dwunastej masy jednego atomu węgla 12 ° C i wynosi 1,66053878 • 10 ^ (-24) gramów. Jeśli pomnożymy 1 amu Na stałą Avogadro będzie to 1.000 g / mol. Teraz bierzemy pewien skład chemiczny, powiedzmy, beryl. Według tabeli, masa jednego atomu berylu wynosi 9,01 amu. Załóżmy, co jest równe jednemu atomowi atomów tego pierwiastka:

6,02 x 10 ^ 23 mol-1 * 1,66053878×10 ^ (-24) gramów * 9,01 = 9,01 g / mol.

Okazuje się więc, że masa cząsteczkowa zbiega się liczbowo z masą atomową.

Stały Avogadro został specjalnie wybrany tak, że masa cząsteczkowa odpowiadała wartości atomowej lub bezwymiarowej – względnej masie cząsteczkowej (atomowej). Można powiedzieć, że liczba Avogadro zawdzięcza swój wygląd, z jednej strony jednostką masy atomowej, az drugiej wspólną jednostką porównującą masę gramu.