หมายเลข Avogadro ข้อมูลที่น่าสนใจ ค่าคงตัวของอาโวกาโดร

เรารู้จากหลักสูตรเคมีของโรงเรียนว่าถ้าเรานำสารใดๆ หนึ่งโมล มันจะประกอบด้วยอะตอม 6.02214084(18).10^23 อะตอมหรือองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ (โมเลกุล ไอออน ฯลฯ) เพื่อความสะดวก หมายเลขของ Avogadro มักจะเขียนในรูปแบบนี้: 6.02 10^23.

อย่างไรก็ตาม เหตุใดค่าคงที่ของ Avogadro (ในภาษายูเครน "กลายเป็น Avogadro") จึงเท่ากับค่านี้ทุกประการ ไม่มีคำตอบสำหรับคำถามนี้ในหนังสือเรียน และนักประวัติศาสตร์เคมีให้คำตอบได้มากที่สุด รุ่นที่แตกต่างกัน- ดูเหมือนว่าเลขอาโวกาโดรจะมีจำนวนที่แน่นอน ความหมายลับ- ท้ายที่สุดแล้ว มีตัวเลขมหัศจรรย์ ซึ่งบางตัวได้แก่ pi, เลขฟีโบนัชชี, เจ็ด (ทางทิศตะวันออกแปด), 13 เป็นต้น เราจะต่อสู้กับสุญญากาศข้อมูล เราจะไม่พูดถึงว่า Amedeo Avogadro คือใคร และทำไมปล่องภูเขาไฟบนดวงจันทร์จึงได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์คนนี้ นอกเหนือจากกฎหมายที่เขากำหนดขึ้นและค่าคงที่ที่เขาพบ มีการเขียนบทความเกี่ยวกับเรื่องนี้มากมายแล้ว

พูดให้ถูกคือ ฉันไม่ได้เกี่ยวข้องกับการนับโมเลกุลหรืออะตอมในปริมาตรใดปริมาตรหนึ่งโดยเฉพาะ คนแรกที่พยายามค้นหาว่าก๊าซมีกี่โมเลกุล

ซึ่งบรรจุอยู่ในปริมาตรที่กำหนดที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากันคือโจเซฟ ลอสชมิดต์ และนี่คือในปี ค.ศ. 1865 จากการทดลองของเขา Loschmidt ได้ข้อสรุปว่าก๊าซใดๆ ที่บรรจุอยู่ในปริมาตร 1 ลูกบาศก์เซนติเมตร สภาวะปกติคือ 2.68675 10^19 โมเลกุล

ต่อมามีการคิดค้นวิธีการอิสระในการหาจำนวนอาโวกาโดร และเนื่องจากผลลัพธ์ส่วนใหญ่ใกล้เคียงกัน สิ่งนี้จึงพูดถึงการมีอยู่จริงของโมเลกุลอีกครั้ง บน ในขณะนี้จำนวนวิธีเกิน 60 แต่เข้า ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามปรับปรุงความแม่นยำของการประมาณการเพิ่มเติมเพื่อแนะนำคำจำกัดความใหม่ของคำว่า "กิโลกรัม" จนถึงขณะนี้ กิโลกรัมได้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับมาตรฐานวัสดุที่เลือกโดยไม่มีคำจำกัดความพื้นฐานใดๆ

อย่างไรก็ตาม กลับมาที่คำถามของเรา - ทำไมค่าคงที่นี้จึงเท่ากับ 6.022 10^23?

ในวิชาเคมีในปี พ.ศ. 2516 เพื่อความสะดวกในการคำนวณจึงเสนอแนวคิดดังกล่าวว่า "ปริมาณของสาร" โมลกลายเป็นหน่วยพื้นฐานในการวัดปริมาณ ตามคำแนะนำของ IUPAC ปริมาณของสารใดๆ จะเป็นสัดส่วนกับจำนวนอนุภาคมูลฐานที่จำเพาะของสารนั้นๆ ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนไม่ได้ขึ้นอยู่กับชนิดของสาร และจำนวนของ Avogadro เป็นส่วนกลับ

เพื่อความชัดเจน เรามายกตัวอย่างกัน ดังที่ทราบจากคำจำกัดความของหน่วยมวลอะตอมว่า 01.00 น. สอดคล้องกับหนึ่งในสิบสองของมวลของอะตอมคาร์บอน 12C หนึ่งอะตอม และมีค่าเท่ากับ 1.66053878.10^(−24) กรัม ถ้าคุณคูณ 1 อามู ด้วยค่าคงที่ของอาโวกาโดร เราจะได้ 1,000 กรัม/โมล ทีนี้ลองมาดูเบริลเลียมกันดีกว่า จากตาราง มวลของเบริลเลียม 1 อะตอมคือ 9.01 amu ลองคำนวณว่าอะตอมขององค์ประกอบนี้หนึ่งโมลเท่ากับ:

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

ดังนั้นปรากฎว่าในเชิงตัวเลขมันเกิดขึ้นพร้อมกับอะตอม

ค่าคงที่ของ Avogadro ได้รับการคัดเลือกเป็นพิเศษเพื่อให้มวลโมลาร์สอดคล้องกับปริมาณอะตอมหรือปริมาณไร้มิติ - โมเลกุลสัมพัทธ์ เราสามารถพูดได้ว่าจำนวนของ Avogadro เป็นหนี้รูปลักษณ์ในด้านหนึ่งจากหน่วยอะตอมของมวลและอีกด้านหนึ่งเป็นของ หน่วยเปรียบเทียบมวลที่ยอมรับโดยทั่วไปคือกรัม

ปริมาณทางกายภาพเท่ากับจำนวนองค์ประกอบโครงสร้าง (เช่น โมเลกุล อะตอม ฯลฯ) ต่อโมลของสาร เรียกว่า เลขอาโวกาโดร ค่าที่ยอมรับอย่างเป็นทางการในวันนี้คือ NA = 6.02214084(18)×1,023 mol−1 ซึ่งได้รับการอนุมัติในปี 2010 ในปี 2554 มีการเผยแพร่ผลการศึกษาใหม่ ถือว่ามีความแม่นยำมากขึ้น แต่ยังไม่ได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการในขณะนี้

กฎของอโวกาโดรมี ความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาทางเคมีทำให้สามารถคำนวณน้ำหนักของวัตถุที่สามารถเปลี่ยนสถานะกลายเป็นก๊าซหรือไอได้ การพัฒนาเริ่มขึ้นบนพื้นฐานของกฎของ Avogadro ทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลตามทฤษฎีจลน์ของก๊าซ

นอกจากนี้ เมื่อใช้กฎของอโวกาโดร ได้มีการพัฒนาวิธีการเพื่อให้ได้น้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลาย เพื่อจุดประสงค์นี้ กฎของก๊าซในอุดมคติจึงถูกขยายออกไปเพื่อทำให้สารละลายเจือจาง โดยยึดตามแนวคิดที่ว่าตัวถูกละลายจะถูกกระจายไปทั่วปริมาตรของตัวทำละลาย เช่นเดียวกับที่ก๊าซถูกกระจายในภาชนะ นอกจากนี้ กฎของอาโวกาโดรยังทำให้สามารถระบุความจริงได้ มวลอะตอมองค์ประกอบทางเคมีจำนวนหนึ่ง

การใช้เลขอาโวกาโดรในทางปฏิบัติ

ค่าคงที่ใช้ในการคำนวณ สูตรเคมีและอยู่ในขั้นตอนการแต่งสมการ ปฏิกิริยาเคมี- ใช้ในการหามวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของก๊าซและจำนวนโมเลกุลในหนึ่งโมลของสารใดๆ

ค่าคงที่ของก๊าซสากลคำนวณจากเลขอาโวกาโดร ซึ่งได้มาจากการคูณค่าคงที่นี้ด้วยค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ นอกจากนี้ เมื่อคูณเลขอาโวกาโดรกับประจุไฟฟ้าเบื้องต้น เราจะได้ค่าคงที่ของฟาราเดย์

การใช้ผลที่ตามมาของกฎของอาโวกาโดร

ข้อพิสูจน์ประการแรกของกฎหมายกล่าวว่า: “ก๊าซหนึ่งโมล (ใดๆ ก็ได้) จะมีปริมาตรหนึ่งปริมาตรภายใต้สภาวะที่เท่ากัน” ดังนั้นใน สภาวะปกติปริมาตรของก๊าซใด ๆ หนึ่งโมลเท่ากับ 22.4 ลิตร (ค่านี้เรียกว่าปริมาตรโมลของก๊าซ) และการใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron คุณสามารถกำหนดปริมาตรของก๊าซที่ความดันและอุณหภูมิใดก็ได้

ข้อพิสูจน์ประการที่สองของกฎหมาย: “มวลโมลาร์ของก๊าซชนิดแรกเท่ากับผลคูณของมวลโมลาร์ของก๊าซชนิดที่สองคูณด้วย ความหนาแน่นสัมพัทธ์แก๊สตัวแรกถึงวินาที" กล่าวอีกนัยหนึ่งภายใต้เงื่อนไขเดียวกันเมื่อทราบอัตราส่วนของความหนาแน่นของก๊าซสองชนิดเราสามารถกำหนดมวลโมลของพวกมันได้

ในช่วงเวลาของ Avogadro สมมติฐานของเขาไม่สามารถพิสูจน์ได้ในทางทฤษฎี แต่มันทำให้สามารถสร้างองค์ประกอบของโมเลกุลก๊าซในเชิงทดลองและกำหนดมวลของพวกมันได้อย่างง่ายดาย เมื่อเวลาผ่านไป มีการจัดเตรียมพื้นฐานทางทฤษฎีสำหรับการทดลองของเขา และตอนนี้ใช้ตัวเลขของ Avogadro

เอ็น A = 6.022 141 79(30)×10 23 โมล −1

กฎของอาโวกาโดร

ในตอนเช้าของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม () A. Avogadro ได้ตั้งสมมติฐานซึ่งที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันก๊าซในอุดมคติที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีโมเลกุลเท่ากัน สมมติฐานนี้แสดงให้เห็นในเวลาต่อมาว่าเป็นผลสืบเนื่องที่จำเป็นของทฤษฎีจลน์ศาสตร์ และปัจจุบันเป็นที่รู้จักในชื่อ กฎของอาโวกาโดร สามารถกำหนดสูตรได้ดังนี้: หนึ่งโมลของก๊าซใดๆ ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันจะมีปริมาตรเท่ากัน ภายใต้สภาวะปกติเท่ากัน 22,41383 - ปริมาณนี้เรียกว่าปริมาตรโมลของก๊าซ

อาโวกาโดรเองไม่ได้ประมาณจำนวนโมเลกุลในปริมาตรที่กำหนด แต่เขาเข้าใจว่านี่เป็นค่าที่สูงมาก ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่มีปริมาตรที่กำหนดนั้นทำโดย J. Loschmidt; พบว่าก๊าซในอุดมคติ 1 cm³ ภายใต้สภาวะปกติมีโมเลกุล 2.68675·10 19 ตามชื่อนักวิทยาศาสตร์คนนี้ ค่าที่ระบุเรียกว่าเลขลอสชมิดต์ (หรือค่าคงที่) ตั้งแต่นั้นมาก็มีการพัฒนา จำนวนมากวิธีการอิสระในการกำหนดหมายเลขของ Avogadro ข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมระหว่างค่าที่ได้รับคือหลักฐานที่น่าเชื่อถือของการมีอยู่จริงของโมเลกุล

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่

จากผลคูณของค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ของแก๊สสากล ร=กิโลนิวตันก.
ค่าคงที่ของฟาราเดย์แสดงผ่านผลคูณของประจุไฟฟ้าเบื้องต้นและจำนวนอโวกาโดร เอฟ=อีเอ็นก.

ดูเพิ่มเติม

มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

ดูว่า "ค่าคงที่ของ Avogadro" ในพจนานุกรมอื่นคืออะไร:ค่าคงตัวของอาโวกาโดร - Avogadro konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. ปรีเด. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. Avogadro คงที่ vok อาโวกาโดร คอนสตันเต้, f; Avogadrosche Konstante, f rus. ค่าคงที่ของอโวกาโดร...

ดูว่า "ค่าคงที่ของ Avogadro" ในพจนานุกรมอื่นคืออะไร: Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos สิ้นสุด žodynas

ดูว่า "ค่าคงที่ของ Avogadro" ในพจนานุกรมอื่นคืออะไร:- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: อังกฤษ ค่าคงที่ของอาโวกาโดร; เบอร์ของอาโวกาโดร อาโวกาโดร คอนสตันเต้, f; Avogadrosche Konstante, f rus. ค่าคงที่ของอาโวกาโดร, f; หมายเลขของ Avogadro และ pranc คอนสแตนเต้ดาโวกาโดร, f; nombre… … Fizikos สิ้นสุด žodynas - Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. ปรีเด. priedas(ai) รูปแบบ MS Word ลักษณะการทำงาน: engl. vok คงที่ของ Avogadro อาโวกาโดร คอนสตันเต้, f; Avogadrosche Konstante, f rus. ค่าคงที่ของอาโวกาโดร, f; คงที่... ...

Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas - (เลขอาโวกาโดร) (NA) จำนวนโมเลกุลหรืออะตอมใน 1 โมลของสาร NA=6.022?1023 mol 1. ตั้งชื่อตาม A. Avogadro...

สารานุกรมสมัยใหม่ค่าคงตัวของอาโวกาโดร - (เลขอาโวกาโดร) (NA) จำนวนโมเลกุลหรืออะตอมใน 1 โมลของสาร NA=6.022´1023 mol 1. ตั้งชื่อตาม A. Avogadro -

พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

Avogadro Amedeo (9.8.1776, Turin, ‒ 9.7.1856, อ้างแล้ว), นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอิตาลี เขาได้รับปริญญาด้านกฎหมาย จากนั้นจึงศึกษาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ กรรมการที่สอดคล้องกัน (พ.ศ. 2347) นักวิชาการสามัญ (พ.ศ. 2362) แล้วเป็นผู้อำนวยการฝ่าย... ... - (Avogadro) Amedeo (9.8.1776, Turin, 9.7.1856, อ้างแล้ว), นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอิตาลี เขาได้รับปริญญาด้านกฎหมาย จากนั้นจึงศึกษาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ สมาชิกที่สอดคล้องกัน (พ.ศ. 2347) นักวิชาการสามัญ (พ.ศ. 2362) และจากนั้นเป็นผู้อำนวยการภาควิชาฟิสิกส์... ...

สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต คงที่โครงสร้างที่ดี

ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐานที่แสดงถึงความแรงของปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ได้รับการแนะนำในปี 1916 โดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Arnold Sommerfeld เพื่อเป็นการวัด... ... Wikipedia สารานุกรมกายภาพ

คงที่- ปริมาณที่มีค่าคงที่ในพื้นที่การใช้งาน (1) P. Avogadro เหมือนกับ Avogadro (ดู) (2) พลังงานที่เกี่ยวข้องกับปริมาณทางอุณหพลศาสตร์สากลของ P. Boltzmann อนุภาคมูลฐานด้วยอุณหภูมิของเธอ เขียนแทนด้วย k,…… สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่

หนังสือ

ชีวประวัติของค่าคงที่ทางกายภาพ เรื่องราวอันน่าทึ่งเกี่ยวกับค่าคงที่ทางกายภาพสากล ฉบับที่ 46
ชีวประวัติของค่าคงที่ทางกายภาพ เรื่องราวที่น่าสนใจเกี่ยวกับค่าคงที่ทางกายภาพสากล O. P. Spiridonov หนังสือเล่มนี้อุทิศให้กับการพิจารณาค่าคงที่ทางกายภาพสากลและบทบาทที่สำคัญในการพัฒนาฟิสิกส์ จุดประสงค์ของหนังสือเล่มนี้คือการบอกเล่าในรูปแบบยอดนิยมเกี่ยวกับการปรากฏตัวในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์...

กฎของอาโวกาโดร

อาโวกาโดรเองไม่ได้ประมาณจำนวนโมเลกุลในปริมาตรที่กำหนด แต่เขาเข้าใจว่านี่เป็นค่าที่สูงมาก ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่มีปริมาตรที่กำหนดเกิดขึ้นในปีนั้น เจ. ลอสชมิดท์- จากการคำนวณของลอชมิดต์ พบว่าสำหรับอากาศ จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรคือ 1.81·10 · 18 ซม. −3 ซึ่งน้อยกว่าค่าจริงประมาณ 15 เท่า แปดปีต่อมา แม็กซ์เวลล์ให้ค่าประมาณโมเลกุล "ประมาณ 19 ล้านล้านล้าน" ต่อลูกบาศก์เซนติเมตรในระยะใกล้มาก หรือ 1.9 10 19 ซม. −3 ในความเป็นจริง ก๊าซในอุดมคติ 1 ซม. ภายใต้สภาวะปกติจะมีโมเลกุล 2.68675·10 19 ปริมาณนี้เรียกว่าเลขลอสชมิดต์ (หรือค่าคงที่) ตั้งแต่นั้นมา ได้มีการพัฒนาวิธีการอิสระจำนวนมากในการกำหนดจำนวนของ Avogadro ข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมระหว่างค่าที่ได้รับเป็นหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับจำนวนโมเลกุลที่แท้จริง

การวัดค่าคงที่

ข้อมูลในบทความนี้เป็นข้อมูล ณ เดือนธันวาคม 2554

ค่าที่ยอมรับอย่างเป็นทางการสำหรับตัวเลขของ Avogadro ในปัจจุบันวัดในปี 2010 ด้วยเหตุนี้จึงใช้ทรงกลมสองอันที่ทำจากซิลิคอน-28 ทรงกลมได้มาที่สถาบัน Leibniz Institute for Crystallography และขัดเงาที่ Australian Centre for Precision Optics อย่างราบรื่นจนความสูงของส่วนที่ยื่นออกมาบนพื้นผิวไม่เกิน 98 นาโนเมตร สำหรับการผลิตนั้น มีการใช้ซิลิคอน-28 ที่มีความบริสุทธิ์สูง ซึ่งแยกได้จากสถาบัน Nizhny Novgorod Institute of Chemistry of High-Purity Substances ของ Russian Academy of Sciences จากซิลิคอนเตตราฟลูออไรด์ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะสูงในซิลิคอน-28 ซึ่งได้รับจากการออกแบบวิศวกรรมเครื่องกลกลาง สำนักในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

การมีวัตถุในอุดมคติในทางปฏิบัติเช่นนี้ ทำให้สามารถคำนวณจำนวนอะตอมของซิลิคอนในลูกบอลได้อย่างแม่นยำสูง และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดจำนวนของอาโวกาโดรได้ จากผลที่ได้ก็เท่ากับ 6.02214084(18)×10 23 โมล −1 .

ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่

จากผลคูณของค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ของแก๊สสากล ร=กิโลนิวตันก.
ค่าคงที่ของฟาราเดย์แสดงผ่านผลคูณของประจุไฟฟ้าเบื้องต้นและจำนวนอโวกาโดร เอฟ=อีเอ็นก.

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

วรรณกรรม

หมายเลขของ Avogadro // สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

มูลนิธิวิกิมีเดีย

ดูว่า "หมายเลขของ Avogadro" ในพจนานุกรมอื่นคืออะไร:

- (ค่าคงที่ของอาโวกาโดร สัญลักษณ์ L) ค่าคงที่เท่ากับ 6.022231023 สอดคล้องกับจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่บรรจุอยู่ในหนึ่ง MOLE ของสาร ... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

เบอร์ของอาโวกาโดร- 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) Santrumpę žr. ปรีเด. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys:… … Chemijos ยุติ aiškinamasis žodynas

เบอร์ของอาโวกาโดร Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos สิ้นสุด žodynas

ค่าคงที่ของอาโวกาโดร (ตัวเลขของอาโวกาโดร)- จำนวนอนุภาค (อะตอม โมเลกุล ไอออน) ใน 1 โมลของสาร (โมลคือปริมาณของสารที่มีจำนวนอนุภาคเท่ากันเนื่องจากมีอะตอมอยู่ในไอโซโทปคาร์บอน 12 จำนวน 12 กรัมพอดี) เขียนแทนด้วย สัญลักษณ์ N = 6.023 1,023 หนึ่งใน ... ... จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่

- (เลขอาโวกาโดร เขียนแทนด้วย NA) จำนวนโมเลกุลหรืออะตอมใน 1 โมลของสาร NA = 6.022045(31) x 1,023 โมล 1; ชื่อ ชื่อ เอ. อาโวกาโดร... วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ พจนานุกรมสารานุกรม

- (เลขอาโวกาโดร) จำนวนอนุภาค (อะตอม โมเลกุล ไอออน) ใน 1 โมล ใน VA ถูกกำหนดให้เป็น NA และเท่ากับ (6.022045 ... สารานุกรมเคมี

Na = (6.022045±0.000031)*10 23 จำนวนโมเลกุลใน 1 โมลของสารใดๆ หรือจำนวนอะตอมใน 1 โมลของสารเชิงเดี่ยว ค่าคงที่พื้นฐานค่าหนึ่ง ซึ่งช่วยให้คุณระบุปริมาณ เช่น มวลของอะตอมหรือโมเลกุลได้ (ดู... ... สารานุกรมถ่านหิน

วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ Evgeniy Meilikhov

บทนำ (ตัวย่อ) สำหรับหนังสือ: หมายเลขของ Meilikhov E. Z. Avogadro วิธีดูอะตอม - Dolgoprudny: สำนักพิมพ์ "ข่าวกรอง", 2017.

นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Amedeo Avogadro ซึ่งเป็นคนร่วมสมัยของ A. S. Pushkin เป็นคนแรกที่เข้าใจว่าจำนวนอะตอม (โมเลกุล) ในหนึ่งกรัมอะตอม (โมล) ของสารจะเท่ากันสำหรับสารทั้งหมด การรู้จำนวนนี้จะเป็นการเปิดทางในการประมาณขนาดของอะตอม (โมเลกุล) ในช่วงชีวิตของ Avogadro สมมติฐานของเขาไม่ได้รับการยอมรับอย่างเหมาะสม

หนังสือเล่มใหม่โดย Evgeny Zalmanovich Meilikhov ศาสตราจารย์ MIPT หัวหน้านักวิจัยของสถาบันวิจัยแห่งชาติ Kurchatov Institute อุทิศให้กับประวัติความเป็นมาของหมายเลข Avogadro

อันเป็นผลมาจากภัยพิบัติระดับโลก หากความรู้ที่สั่งสมมาทั้งหมดถูกทำลาย และมีเพียงวลีเดียวเท่านั้นที่มาถึงสิ่งมีชีวิตรุ่นต่อๆ ไป แล้วข้อความใดที่ประกอบด้วยคำน้อยที่สุดจะนำมาซึ่งข้อมูลมากที่สุด ฉันเชื่อว่านี่คือสมมติฐานของอะตอม: ...วัตถุทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม - วัตถุขนาดเล็กที่เคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง
อาร์. ไฟน์แมน. ไฟน์แมนบรรยายเรื่องฟิสิกส์

เลขอาโวกาโดร (ค่าคงที่ของอโวกาโดร และค่าคงที่ของอโวกาโดร) หมายถึงจำนวนอะตอมใน 12 กรัมของไอโซโทปคาร์บอน-12 บริสุทธิ์ (12 C) โดยปกติจะกำหนดให้เป็น N A ซึ่งน้อยกว่า L ค่าของหมายเลข Avogadro ที่แนะนำโดย CODATA ( คณะทำงานตามค่าคงที่พื้นฐาน) ในปี 2558: N A = 6.02214082(11)·10 23 โมล -1 โมลคือปริมาณของสารที่มีองค์ประกอบโครงสร้าง N A (นั่นคือจำนวนองค์ประกอบเท่ากันกับอะตอมที่มีอยู่ใน 12 กรัมของ 12 C) และองค์ประกอบโครงสร้างมักเป็นอะตอม โมเลกุล ไอออน ฯลฯ โดย คำจำกัดความ หน่วยมวลอะตอม (au .m.) เท่ากับ 1/12 ของมวลอะตอมที่มี 12 C โดยหนึ่งโมล (กรัม-โมล) ของสารจะมีมวล (มวลโมลาร์) ซึ่งเมื่อแสดงออกมา มีหน่วยเป็นกรัม ซึ่งเท่ากับตัวเลขกับมวลโมเลกุลของสารนี้ (แสดงเป็นหน่วยมวลอะตอม) ตัวอย่างเช่น โซเดียม 1 โมลมีมวล 22.9898 กรัม และมี (ประมาณ) 6.02 10 23 อะตอม แคลเซียมฟลูออไรด์ 1 โมล CaF 2 มีมวล (40.08 + 2 18.998) = 78.076 กรัม และมี (ประมาณ) 6 02·10 23 โมเลกุล

ในตอนท้ายของปี 2554 ที่การประชุมใหญ่สามัญครั้งที่ XXIV ว่าด้วยน้ำหนักและมาตรการ ข้อเสนอได้รับการยอมรับอย่างเป็นเอกฉันท์เพื่อกำหนดโมลในเวอร์ชันอนาคตของระบบหน่วยสากล (SI) ในลักษณะที่จะหลีกเลี่ยงการเชื่อมโยงกับคำจำกัดความ ของกรัม คาดว่าในปี 2561 โมลจะถูกกำหนดโดยตรงด้วยหมายเลข Avogadro ซึ่งจะกำหนดค่าที่แน่นอน (โดยไม่มีข้อผิดพลาด) ตามผลการวัดที่แนะนำโดย CODATA ในระหว่างนี้ จำนวนของ Avogadro ไม่ใช่ค่าที่ยอมรับ แต่เป็นค่าที่วัดได้

ค่าคงที่นี้ตั้งชื่อตามนักเคมีชาวอิตาลีชื่อดัง Amedeo Avogadro (1776-1856) ซึ่งแม้ว่าตัวเขาเองจะไม่ทราบตัวเลขนี้ แต่ก็เข้าใจว่ามันเป็นค่าที่สูงมาก ในตอนเช้าของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม Avogadro ได้ตั้งสมมติฐาน (1811) ซึ่งที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันก๊าซในอุดมคติที่มีปริมาตรเท่ากันจะมีโมเลกุลเท่ากัน สมมติฐานนี้แสดงให้เห็นในเวลาต่อมาว่าเป็นผลมาจากทฤษฎีจลน์ของก๊าซ และปัจจุบันเป็นที่รู้จักในชื่อ กฎของอาโวกาโดร สามารถกำหนดได้ดังนี้: หนึ่งโมลของก๊าซใด ๆ ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกันจะมีปริมาตรเท่ากันภายใต้สภาวะปกติเท่ากับ 22.41383 ลิตร (สภาวะปกติสอดคล้องกับความดัน P 0 = 1 atm และอุณหภูมิ T 0 = 273.15 K) ปริมาณนี้เรียกว่าปริมาตรโมลของก๊าซ

ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่มีปริมาตรที่กำหนดเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2408 โดย J. Loschmidt จากการคำนวณของเขาพบว่าจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรอากาศคือ 1.8 10 18 ซม. -3 ซึ่งเมื่อปรากฏออกมาจะน้อยกว่าประมาณ 15 เท่า ค่าที่ถูกต้อง- แปดปีต่อมา เจ. แม็กซ์เวลล์ให้การประมาณความจริงที่ใกล้ยิ่งขึ้นมาก - 1.9·10 19 ซม. -3 ในที่สุด ในปี ค.ศ. 1908 เพอร์รินให้ค่าประมาณที่ยอมรับได้: N A = 6.8·10 23 โมล -1 เลขอาโวกาโดร ซึ่งได้จากการทดลองการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน

ตั้งแต่นั้นมา มีการพัฒนาวิธีการอิสระจำนวนมากในการกำหนดจำนวนของ Avogadro และการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้นแสดงให้เห็นว่าในความเป็นจริง 1 ซม. 3 ของก๊าซในอุดมคติภายใต้สภาวะปกติประกอบด้วย (ประมาณ) 2.69 10 19 โมเลกุล ปริมาณนี้เรียกว่าเลขลอสชมิดต์ (หรือค่าคงที่) ตรงกับเลขอาโวกาโดร N A data 6.02·10 23

ตัวเลขอาโวกาโดรเป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางกายภาพที่สำคัญซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนา วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ- แต่มันเป็น "ค่าคงที่ทางกายภาพสากล (พื้นฐาน)" หรือไม่? คำนี้ไม่ได้กำหนดไว้และมักจะเกี่ยวข้องกับตารางรายละเอียดไม่มากก็น้อยของค่าตัวเลขของค่าคงที่ทางกายภาพที่ควรใช้ในการแก้ปัญหา ในแง่นี้ ค่าคงที่พื้นฐานทางกายภาพมักถูกพิจารณาว่าเป็นปริมาณเหล่านั้นที่ไม่ใช่ค่าคงที่ของธรรมชาติและเป็นหนี้ที่มีอยู่เพียงระบบหน่วยที่เลือกเท่านั้น (เช่น ค่าคงที่แม่เหล็กและไฟฟ้าของสุญญากาศ) หรือตามข้อตกลงระหว่างประเทศทั่วไป (เช่น หน่วยมวลอะตอม) ค่าคงที่พื้นฐานมักประกอบด้วยปริมาณที่ได้รับหลายค่า (เช่น ค่าคงที่ของแก๊ส R รัศมีอิเล็กตรอนแบบคลาสสิก r e = e 2 /m e c 2 เป็นต้น) หรือในกรณีของปริมาตรโมลาร์ ค่าของพารามิเตอร์ทางกายภาพบางตัวที่เกี่ยวข้องกับค่าเฉพาะ เงื่อนไขการทดลองที่เลือกเพื่อความสะดวกเท่านั้น (ความดัน 1 atm และอุณหภูมิ 273.15 K) จากมุมมองนี้ จำนวนอาโวกาโดรเป็นค่าคงที่พื้นฐานอย่างแท้จริง

หนังสือเล่มนี้อุทิศให้กับประวัติและการพัฒนาวิธีการกำหนดหมายเลขนี้ มหากาพย์นี้กินเวลาประมาณ 200 ปี และในแต่ละขั้นตอนมีความเกี่ยวข้องกับแบบจำลองทางกายภาพและทฤษฎีที่หลากหลาย ซึ่งหลายทฤษฎียังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้องมาจนถึงทุกวันนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่ฉลาดที่สุดมีส่วนช่วยในเรื่องนี้ - เพียงแค่ชื่อ A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchowski รายการอาจดำเนินต่อไป...

ผู้เขียนต้องยอมรับว่าแนวคิดของหนังสือเล่มนี้ไม่ใช่ของเขา แต่เป็นของ Lev Fedorovich Soloveichik เพื่อนร่วมชั้นของเขาที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโกซึ่งเป็นชายผู้ศึกษา การวิจัยประยุกต์และพัฒนาการต่างๆ แต่ในใจเขายังคงเป็นนักฟิสิกส์แนวโรแมนติก นี่คือบุคคลที่ (หนึ่งในไม่กี่คน) ยังคง "แม้จะอยู่ในยุคที่โหดร้ายของเรา" เพื่อต่อสู้เพื่อการศึกษาฟิสิกส์ "ที่สูงขึ้น" อย่างแท้จริงในรัสเซียชื่นชมและส่งเสริมความงดงามและความสง่างามของความคิดทางกายภาพอย่างสุดความสามารถของเขา . เป็นที่ทราบกันดีว่าจากพล็อตเรื่องที่ A. S. Pushkin มอบให้กับ N. V. Gogol มีหนังตลกที่ยอดเยี่ยมเกิดขึ้น แน่นอนว่านี่ไม่ใช่กรณีนี้ แต่บางทีหนังสือเล่มนี้อาจดูเหมือนเป็นประโยชน์กับใครบางคนเช่นกัน

หนังสือเล่มนี้ไม่ใช่งาน "วิทยาศาสตร์ยอดนิยม" แม้ว่าเมื่อดูเผินๆ อาจดูเหมือนเป็นเช่นนั้นก็ตาม โดยจะกล่าวถึงฟิสิกส์ที่จริงจังกับภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ ใช้คณิตศาสตร์ที่จริงจัง และอภิปรายการแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างซับซ้อน ในความเป็นจริง หนังสือเล่มนี้ประกอบด้วยสองส่วน (ไม่ได้แบ่งเขตอย่างชัดเจนเสมอไป) ซึ่งออกแบบมาสำหรับผู้อ่านที่แตกต่างกัน บางคนอาจพบว่าน่าสนใจจากมุมมองทางประวัติศาสตร์และทางเคมี ในขณะที่บางส่วนอาจมุ่งเน้นไปที่ด้านกายภาพและคณิตศาสตร์ของปัญหา ผู้เขียนนึกถึงผู้อ่านที่อยากรู้อยากเห็น ซึ่งเป็นนักศึกษาคณะฟิสิกส์หรือเคมี ไม่ต่างจากคณิตศาสตร์และสนใจประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ มีนักเรียนแบบนี้ด้วยเหรอ? ผู้เขียนไม่ทราบคำตอบที่แน่นอนสำหรับคำถามนี้ แต่จากประสบการณ์ของเขาเอง เขาหวังว่าจะเป็นเช่นนั้น

ข้อมูลเกี่ยวกับหนังสือจากสำนักพิมพ์ Intellect อยู่บนเว็บไซต์ www.id-intellect.ru