ما هو ثابت أفوجادرو في الكيمياء. وحدة كتلة ذرية. رقم أفوجادرو

أصبح اختراقًا حقيقيًا في الكيمياء النظرية وساهم في حقيقة أن التخمينات الافتراضية تحولت إلى اكتشافات عظيمة في مجال كيمياء الغاز. تلقت افتراضات الكيميائيين أدلة مقنعة في شكل صيغ رياضية ونسب بسيطة ، وتسمح نتائج التجارب الآن باستخلاص استنتاجات بعيدة المدى. بالإضافة إلى ذلك ، استخلص الباحث الإيطالي خاصية كمية لعدد الجسيمات الهيكلية لعنصر كيميائي. أصبح رقم أفوجادرو لاحقًا أحد أهم الثوابت في الفيزياء والكيمياء الحديثة.

قانون العلاقات الحجمية

يعود شرف اكتشاف تفاعلات الغاز إلى جاي-لوساك ، العالم الفرنسي في نهاية القرن الثامن عشر. أعطى هذا الباحث للعالم قانونًا مشهورًا يطيع جميع التفاعلات المرتبطة بتوسع الغازات. قام جاي-لوساك بقياس أحجام الغازات قبل التفاعل والأحجام التي تم الحصول عليها نتيجة التفاعل الكيميائي. نتيجة للتجربة ، توصل العالم إلى استنتاج يعرف باسم قانون النسب الحجمية البسيطة. جوهرها هو أن أحجام الغازات قبل وبعد مرتبطة ببعضها البعض كأعداد صغيرة عدد صحيح.

على سبيل المثال ، عند تفاعل المواد الغازية المقابلة ، على سبيل المثال ، مع حجم واحد من الأكسجين ومُجْلَيْن من الهيدروجين ، يتم الحصول على مجلدين من بخار الماء ، وهكذا.

يعتبر قانون جاي لوساك ساري المفعول إذا حدثت جميع قياسات الأحجام عند نفس الضغط ودرجة الحرارة. تبين أن هذا القانون مهم للغاية بالنسبة للفيزيائي الإيطالي أفوجادرو. مسترشدًا به ، استنتج افتراضه ، الذي كان له عواقب بعيدة المدى في كيمياء وفيزياء الغازات ، وحساب عدد أفوجادرو.

عالم ايطالي

قانون أفوجادرو

في عام 1811 ، أدرك أفوجادرو أن أحجامًا متساوية من الغازات العشوائية عند درجات حرارة وضغوط ثابتة تحتوي على نفس العدد من الجزيئات.

هذا القانون ، الذي سمي لاحقًا على اسم العالم الإيطالي ، أدخل في العلم مفهوم أصغر جزيئات المادة - الجزيئات. انقسمت الكيمياء إلى العلم التجريبي الذي كان عليه والعلم الكمي الذي أصبح عليه. أكد أفوجادرو بشكل خاص على أن الذرات والجزيئات ليست متشابهة ، وأن الذرات هي اللبنات الأساسية لجميع الجزيئات.

جعل قانون الباحث الإيطالي من الممكن التوصل إلى استنتاج حول عدد الذرات في جزيئات الغازات المختلفة. على سبيل المثال ، بعد اشتقاق قانون أفوجادرو ، أكد الافتراض بأن جزيئات الغازات مثل الأكسجين ، الهيدروجين ، الكلور ، النيتروجين ، تتكون من ذرتين. أصبح من الممكن أيضًا تحديد الكتل الذرية والكتل الجزيئية للعناصر المكونة من ذرات مختلفة.

الأوزان الذرية والجزيئية

عند حساب الوزن الذري لعنصر ما ، كانت كتلة الهيدروجين ، باعتبارها أخف مادة كيميائية ، تؤخذ في البداية كوحدة قياس. لكن الكتل الذرية للعديد من المواد الكيميائية تُحسب على أساس نسبة مركبات الأكسجين فيها ، أي أن نسبة الأكسجين والهيدروجين تم أخذها على أنها 16: 1. كانت هذه الصيغة غير ملائمة إلى حد ما للقياسات ، لذلك تم أخذ كتلة نظير الكربون ، المادة الأكثر شيوعًا على وجه الأرض ، كمعيار للكتلة الذرية.

على أساس قانون أفوجادرو ، يعتمد مبدأ تحديد كتل المواد الغازية المختلفة في المكافئ الجزيئي. في عام 1961 ، تم اعتماد نظام مرجعي موحد للكميات الذرية النسبية ، والذي اعتمد على وحدة تقليدية تساوي 1/12 من كتلة نظير كربون واحد 12 ج. الاسم المختصر لوحدة الكتلة الذرية هو amu. وفقًا لهذا المقياس ، تبلغ الكتلة الذرية للأكسجين 15.999 amu ، والكربون 1.0079 amu. لذلك نشأ تعريف جديد: الكتلة الذرية النسبية هي كتلة ذرة مادة ، معبرًا عنها في amu.

كتلة جزيء المادة

أي مادة تتكون من جزيئات. يتم التعبير عن كتلة هذا الجزيء في amu ، وهذه القيمة تساوي مجموع جميع الذرات التي يتكون منها تكوينه. على سبيل المثال ، جزيء الهيدروجين كتلته 2.0158 amu ، أي 1.0079 x 2 ، ويمكن حساب الوزن الجزيئي للماء من صيغته الكيميائية H 2 O. مجموع ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة تصل إلى 18. 0152 amu

تسمى قيمة الكتلة الذرية لكل مادة بالوزن الجزيئي النسبي.

حتى وقت قريب ، تم استخدام عبارة "الوزن الذري" بدلاً من مفهوم "الكتلة الذرية". لا يتم استخدامه حاليًا ، ولكنه لا يزال موجودًا في الكتب المدرسية والأوراق العلمية القديمة.

وحدة كمية المادة

جنبا إلى جنب مع وحدات الحجم والكتلة في الكيمياء ، يتم استخدام مقياس خاص لكمية مادة تسمى الخلد. توضح هذه الوحدة كمية المادة التي تحتوي على العديد من الجزيئات والذرات والجسيمات الهيكلية الأخرى كما هي موجودة في 12 جم من نظير الكربون 12 ج. من العناصر تعني - أيونات أو ذرات أو جزيئات. على سبيل المثال ، تعتبر جزيئات H + أيونات وجزيئات H 2 مقاييس مختلفة تمامًا.

في الوقت الحاضر ، تم قياس كمية المادة في الخلد بدقة كبيرة.

تظهر الحسابات العملية أن عدد الوحدات الهيكلية في المول هو 6.02 × 10 23. يسمى هذا الثابت "رقم أفوجادرو". تم تسمية هذه الكمية الكيميائية على اسم عالم إيطالي ، وهي تشير إلى عدد الوحدات الهيكلية في الخلد من أي مادة ، بغض النظر عن هيكلها الداخلي وتكوينها وأصلها.

الكتلة المولية

تسمى كتلة مول واحد من مادة في الكيمياء "الكتلة المولية" ، ويتم التعبير عن هذه الوحدة بنسبة جم / مول. بتطبيق قيمة الكتلة المولية في الممارسة العملية ، يمكن ملاحظة أن الكتلة المولية للهيدروجين هي 2.02158 جم / مول ، والأكسجين 1.0079 جم / مول ، وهكذا.

عواقب قانون أفوجادرو

قانون أفوجادرو قابل للتطبيق تمامًا لتحديد كمية المادة عند حساب حجم الغاز. نفس العدد من جزيئات أي مادة غازية في ظل ظروف ثابتة يحتل حجمًا متساويًا. من ناحية أخرى ، يحتوي مول واحد من أي مادة على نفس عدد الجزيئات. يشير الاستنتاج إلى نفسه: عند درجة حرارة وضغط ثابتين ، يحتل مول واحد من مادة غازية حجمًا ثابتًا ويحتوي على عدد متساوٍ من الجزيئات. يوضح رقم أفوجادرو أن هناك 6.02 × 10 23 جزيء في حجم 1 مول من الغاز.

حساب حجم الغاز للظروف العادية

الظروف الطبيعية في الكيمياء هي الضغط الجوي 760 ملم زئبق. فن. ودرجة حرارة 0 درجة مئوية. باستخدام هذه المعلمات ، تم إثبات أن كتلة لتر واحد من الأكسجين تساوي 1.43 كجم. لذلك ، يبلغ حجم مول واحد من الأكسجين 22.4 لترًا. عند حساب حجم أي غاز ، أظهرت النتائج نفس القيمة. لذلك توصل ثابت أفوجادرو إلى استنتاج آخر يتعلق بأحجام المواد الغازية المختلفة: في ظل الظروف العادية ، يحتل مول واحد من أي عنصر غازي 22.4 لترًا. يسمى هذا الثابت بالحجم المولي للغاز.

يساعد قانون أفوجادرو في الكيمياء في حساب الحجم والكتلة المولية وكمية المادة الغازية والكثافة النسبية للغاز. صاغ أميديو أفوجادرو الفرضية في عام 1811 وتم تأكيدها تجريبيًا لاحقًا.

قانون

كان جوزيف جاي لوساك أول من درس تفاعلات الغازات في عام 1808. صاغ قوانين التمدد الحراري للغازات والنسب الحجمية ، بعد أن حصل من كلوريد الهيدروجين والأمونيا (غازان) على مادة بلورية - NH 4 Cl (كلوريد الأمونيوم). اتضح أنه لإنشائه ، من الضروري أن تأخذ نفس أحجام الغازات. علاوة على ذلك ، إذا كان هناك غاز واحد زائد ، فإن الجزء "الإضافي" بعد التفاعل يظل غير مستخدم.

بعد ذلك بقليل ، صاغ أفوجادرو استنتاجًا مفاده أنه في نفس درجات الحرارة والضغط ، تحتوي أحجام متساوية من الغازات على نفس العدد من الجزيئات. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون للغازات خواص كيميائية وفيزيائية مختلفة.

أرز. 1. أميديو أفوجادرو.

يترتب على قانون أفوجادرو نتيجتان:

• أول - يحتل مول واحد من الغاز في ظل ظروف متساوية نفس الحجم ؛
• ثانيا - نسبة كتل الأحجام المتساوية لغازين تساوي نسبة كتلتيهما المولية وتعبر عن الكثافة النسبية لغاز واحد بدلالة غاز آخر (يُشار إليها بالرمز D).

الظروف العادية هي الضغط P = 101.3 كيلو باسكال (1 ضغط جوي) ودرجة الحرارة T = 273 كلفن (0 درجة مئوية). في ظل الظروف العادية ، يكون الحجم المولي للغازات (حجم المادة بالنسبة لكميتها) هو 22.4 لتر / مول ، أي 1 مول من الغاز (6.02 × 10 23 جزيء - العدد الثابت لأفوجادرو) يحتل حجمًا 22.4 لترًا. الحجم المولي (V م) قيمة ثابتة.

أرز. 2. الظروف الطبيعية.

حل المشاكل

الأهمية الرئيسية للقانون هي القدرة على إجراء الحسابات الكيميائية. بناءً على النتيجة الأولى للقانون ، يمكنك حساب كمية المادة الغازية من خلال الحجم باستخدام الصيغة:

حيث V هو حجم الغاز ، V م هو الحجم المولي ، ن هو كمية المادة المقاسة بالمولات.

الاستنتاج الثاني من قانون أفوجادرو يتعلق بحساب الكثافة النسبية للغاز (ρ). يتم حساب الكثافة باستخدام صيغة m / V. إذا اعتبرنا مولًا واحدًا من الغاز ، فستبدو صيغة الكثافة كما يلي:

ρ (غاز) = M / V م ،

حيث M هي كتلة مول واحد ، أي الكتلة المولية.

لحساب كثافة غاز من غاز آخر ، من الضروري معرفة كثافة الغازات. الصيغة العامة للكثافة النسبية للغاز هي كما يلي:

د (ص) س = ρ (س) / ρ (ص) ،

حيث ρ (x) هي كثافة غاز واحد ، ρ (y) هي كثافة الغاز الثاني.

إذا استبدلنا بحساب الكثافة في الصيغة ، فسنحصل على:

د (ص) س \ u003d م (س) / ف م / م (ص) / ف م.

الحجم المولي يتناقص ويبقى

د (ص) س = م (س) / م (ص).

تأمل التطبيق العملي للقانون على مثال مشكلتين:

• كم لترًا من ثاني أكسيد الكربون سيتم الحصول عليه من 6 مول من MgCO 3 في تفاعل تحلل MgCO 3 إلى أكسيد المغنيسيوم وثاني أكسيد الكربون (n.o.)؟
• ما هي الكثافة النسبية لثاني أكسيد الكربون للهيدروجين والهواء؟

لنحل المشكلة الأولى أولاً.

ن (MgCO 3) = 6 مول

MgCO 3 \ u003d MgO + CO 2

كمية كربونات المغنيسيوم وثاني أكسيد الكربون هي نفسها (جزيء واحد لكل منهما) ، لذلك n (CO 2) \ u003d n (MgCO 3) \ u003d 6 mol. من الصيغة n \ u003d V / V m ، يمكنك حساب الحجم:

V = nV m ، أي V (CO 2) \ u003d n (CO 2) ∙ V · m \ u003d 6 مول ∙ 22.4 لتر / مول \ u003d 134.4 لتر

الجواب: V (CO 2) = 134.4 لتر

حل المشكلة الثانية:

• D (H2) CO 2 \ u003d M (CO 2) / M (H 2) \ u003d 44 جم / مول / 2 جم / مول \ u003d 22 ؛
• D (هواء) CO 2 \ u003d M (CO 2) / M (هواء) \ u003d 44 جم / مول / 29 جم / مول \ u003d 1.52.

أرز. 3. الصيغ الخاصة بكمية المادة بالحجم والكثافة النسبية.

تعمل صيغ قانون أفوجادرو مع المواد الغازية فقط. لا تنطبق على السوائل والمواد الصلبة.

ماذا تعلمنا؟

وفقًا لصياغة القانون ، تحتوي كميات متساوية من الغازات تحت نفس الظروف على نفس عدد الجزيئات. في ظل الظروف العادية (n.c.) ، تكون قيمة الحجم المولي ثابتة ، أي دائمًا ما يكون V م للغازات 22.4 لتر / مول. يترتب على القانون أن نفس عدد جزيئات الغازات المختلفة في الظروف العادية تحتل نفس الحجم ، وكذلك الكثافة النسبية لغاز واحد في غاز آخر - نسبة الكتلة المولية لغاز واحد إلى الكتلة المولية للثاني غاز.

اختبار الموضوع

تقييم التقرير

متوسط ​​تقييم: أربعة. مجموع التصنيفات المستلمة: 261.

كان العالم الإيطالي أميديو أفوجادرو ، والمعاصر لـ A. S. Pushkin ، أول من أدرك أن عدد الذرات (الجزيئات) في ذرة جرام واحدة (مول) من مادة ما هو نفسه بالنسبة لجميع المواد. معرفة هذا العدد يفتح الطريق لتقدير حجم الذرات (الجزيئات). خلال حياة أفوجادرو ، لم تحصل فرضيته على التقدير الواجب. تاريخ رقم Avogadro هو موضوع كتاب جديد من تأليف Evgeny Zalmanovich Meilikhov ، أستاذ في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا ، كبير الباحثين في المركز القومي للبحوث "معهد كورتشاتوف".

إذا ، نتيجة لكارثة عالمية ما ، سيتم تدمير كل المعرفة المتراكمة وستأتي عبارة واحدة فقط إلى الأجيال القادمة من الكائنات الحية ، إذن ما هي العبارة ، المكونة من أقل عدد من الكلمات ، التي ستجلب معظم المعلومات؟ أعتقد أن هذه هي الفرضية الذرية:<...>جميع الأجسام مكونة من ذرات - أجسام صغيرة تتحرك باستمرار.

ر.فينمان ، "محاضرات فاينمان في الفيزياء"

يُعرَّف رقم أفوجادرو (ثابت أفوجادرو ، ثابت أفوجادرو) بأنه عدد الذرات في 12 جرامًا من نظير الكربون النقي -12 (12 درجة مئوية). عادة ما يشار إليه على أنه نأ ، في كثير من الأحيان إل. قيمة رقم Avogadro التي أوصت بها CODATA (مجموعة العمل حول الثوابت الأساسية) في عام 2015: نأ = 6.02214082 (11) 1023 مول −1. الخلد هو كمية المادة التي تحتوي عليها نالعناصر الهيكلية (أي عدد العناصر مثل عدد الذرات في 12 جم 12 درجة مئوية) ، والعناصر الهيكلية عادة ما تكون ذرات وجزيئات وأيونات وما إلى ذلك. حسب التعريف ، فإن وحدة الكتلة الذرية (amu) هي 1/12 كتلة ذرة 12 درجة مئوية. يحتوي مول واحد (جرام-مول) من مادة ما على كتلة (كتلة مولية) والتي ، عند التعبير عنها بالجرام ، تساوي عدديًا الوزن الجزيئي لتلك المادة (معبرًا عنه بوحدات الكتلة الذرية). على سبيل المثال: 1 مول من الصوديوم له كتلة 22.9898 جم ويحتوي (تقريبًا) 6.02 10 23 ذرة ، 1 مول من فلوريد الكالسيوم CaF 2 له كتلة (40.08 + 2 18.998) = 78.076 جم ويحتوي (تقريبًا) 6. 02 10 23 جزيء.

في نهاية عام 2011 ، في المؤتمر العام الرابع والعشرين للأوزان والمقاييس ، تم اعتماد اقتراح بالإجماع لتعريف الخلد في نسخة مستقبلية من النظام الدولي للوحدات (SI) بطريقة تتجنب ارتباطها بالتعريف. من الجرام. من المفترض أنه في عام 2018 ، سيتم تحديد المول مباشرةً بواسطة رقم Avogadro ، والذي سيتم تعيين قيمة دقيقة (بدون خطأ) بناءً على نتائج القياس التي أوصت بها CODATA. حتى الآن ، لم يتم قبول رقم Avogadro بحكم التعريف ، بل هو قيمة مُقاسة.

سُمي هذا الثابت على اسم الكيميائي الإيطالي الشهير أميديو أفوجادرو (1776-1856) ، الذي أدرك أنه ذو قيمة كبيرة جدًا على الرغم من عدم معرفته بهذا الرقم. في فجر تطور النظرية الذرية ، طرح أفوجادرو فرضية (1811) ، والتي بموجبها ، عند نفس درجة الحرارة والضغط ، تحتوي كميات متساوية من الغازات المثالية على نفس العدد من الجزيئات. تبين لاحقًا أن هذه الفرضية كانت نتيجة للنظرية الحركية للغازات ، وهي تُعرف الآن باسم قانون أفوجادرو. يمكن صياغتها على النحو التالي: يحتل مول واحد من أي غاز عند نفس درجة الحرارة والضغط نفس الحجم ، في ظل الظروف العادية يساوي 22.41383 لترًا (الظروف العادية تتوافق مع الضغط ص 0 = 1 أجهزة الصراف الآلي ودرجة الحرارة تي 0 = 273.15 كلفن). تُعرف هذه الكمية بالحجم المولي للغاز.

تم إجراء المحاولة الأولى للعثور على عدد الجزيئات التي تحتل حجمًا معينًا في عام 1865 بواسطة J. Loschmidt. تبعًا لحساباته أن عدد الجزيئات لكل وحدة حجم من الهواء يساوي 1.8 10 18 سم -3 ، والتي ، كما اتضح ، أقل بحوالي 15 مرة من القيمة الصحيحة. بعد ثماني سنوات ، أعطى J. Maxwell تقديرًا أقرب إلى الحقيقة - 1.9 × 10 19 سم 3. أخيرًا ، في عام 1908 ، قدم Perrin تقييمًا مقبولًا بالفعل: نأ = 6.8 10 23 مول -1 عدد أفوجادرو ، وجد من تجارب على الحركة البراونية.

منذ ذلك الحين ، تم تطوير عدد كبير من الطرق المستقلة لتحديد رقم أفوجادرو ، وأظهرت القياسات الأكثر دقة أنه يوجد في الواقع (تقريبًا) 2.69 × 10 19 جزيء في 1 سم 3 من الغاز المثالي في ظل الظروف العادية. هذه الكمية تسمى رقم Loschmidt (أو ثابت). يتوافق مع رقم أفوجادرو نأ ≈ 6.02 10 23.

رقم أفوجادرو هو أحد الثوابت الفيزيائية المهمة التي لعبت دورًا مهمًا في تطوير العلوم الطبيعية. ولكن هل هو "ثابت مادي عام (أساسي)"؟ لم يتم تعريف المصطلح نفسه وعادة ما يرتبط بجدول مفصل إلى حد ما للقيم العددية للثوابت الفيزيائية التي يجب استخدامها في حل المشكلات. في هذا الصدد ، غالبًا ما تُعتبر الثوابت الفيزيائية الأساسية تلك الكميات التي ليست ثوابت الطبيعة وتدين بوجودها فقط لنظام الوحدات المختار (مثل ، على سبيل المثال ، ثوابت الفراغ المغناطيسي والكهربائي) أو الاتفاقيات الدولية المشروطة (مثل ، على سبيل المثال ، وحدة الكتلة الذرية). غالبًا ما تشتمل الثوابت الأساسية على العديد من الكميات المشتقة (على سبيل المثال ، ثابت الغاز ص، نصف قطر الإلكترون الكلاسيكي صه = ه 2 / مه ج 2 إلخ) أو ، كما في حالة الحجم المولي ، قيمة بعض المعلمات الفيزيائية المتعلقة بظروف تجريبية محددة ، والتي يتم اختيارها فقط لأسباب الراحة (الضغط 1 ضغط جوي ودرجة الحرارة 273.15 كلفن). من وجهة النظر هذه ، فإن رقم أفوجادرو هو بالفعل ثابت أساسي.

هذا الكتاب مخصص لتاريخ وتطوير طرق تحديد هذا الرقم. استمرت الملحمة لنحو 200 عام وفي مراحل مختلفة ارتبطت بمجموعة متنوعة من النماذج والنظريات الفيزيائية ، لم يفقد الكثير منها أهميتها حتى يومنا هذا. كان لألمع العقول العلمية دور في هذه القصة - يكفي أن نذكر أ. أفوجادرو ، ج. يمكن أن تطول القائمة وتطول ...

يجب أن يعترف المؤلف بأن فكرة الكتاب لا تخصه ، بل تخص ليف فيدوروفيتش سولوفيتشيك ، زميله في معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا ، وهو رجل كان منخرطًا في البحث والتطوير التطبيقي ، لكنه ظل رومانسيًا فيزيائي في القلب. هذا شخص (واحد من القلائل) يواصل "حتى في عصرنا القاسي" النضال من أجل تعليم بدني "أعلى" حقيقي في روسيا ، ويقدر جمال الأفكار الجسدية وأناقتها ، بأفضل ما لديه من قدرات. . من المعروف أنه من المؤامرة التي قدمها أ.س.بوشكين إلى إن في غوغول ، نشأت كوميديا ​​رائعة. بالطبع ، ليس هذا هو الحال هنا ، ولكن ربما يكون هذا الكتاب مفيدًا أيضًا لشخص ما.

هذا الكتاب ليس عملاً "علميًا مشهورًا" ، على الرغم من أنه قد يبدو للوهلة الأولى كذلك. يناقش الفيزياء الجادة مقابل بعض الخلفيات التاريخية ، ويستخدم رياضيات جادة ، ويناقش نماذج علمية معقدة نوعًا ما. في الواقع ، يتكون الكتاب من جزأين (ليسا محددين بشكل حاد دائمًا) ، مصممين لقراء مختلفين - قد يجد البعض أنه مثير للاهتمام من وجهة نظر تاريخية وكيميائية ، بينما قد يركز البعض الآخر على الجانب الفيزيائي والرياضي للمشكلة. كان المؤلف يفكر في قارئ فضولي - طالب في كلية الفيزياء أو الكيمياء ، وليس غريبًا على الرياضيات ومتحمسًا لتاريخ العلوم. هل يوجد مثل هؤلاء الطلاب؟ لا يعرف المؤلف الإجابة الدقيقة على هذا السؤال ، ولكن بناءً على تجربته الخاصة ، فإنه يأمل أن يكون هناك.

مقدمة (مختصر) للكتاب: رقم Meilikhov EZ Avogadro. كيف ترى الذرة. - Dolgoprudny: دار النشر "الفكر" ، 2017.

نعلم من دورة الكيمياء المدرسية أنه إذا أخذنا مولًا واحدًا من أي مادة ، فسيحتوي على 6.02214084 (18) .10 ^ 23 ذرة أو عناصر هيكلية أخرى (جزيئات ، أيونات ، إلخ). للراحة ، عادة ما يتم كتابة رقم Avogadro بهذا الشكل: 6.02. 10 ^ 23.

ومع ذلك ، لماذا يساوي ثابت أفوجادرو (في الأوكرانية "أفوجادرو") هذه القيمة؟ لا توجد إجابة على هذا السؤال في الكتب المدرسية ، ويقدم مؤرخو الكيمياء مجموعة متنوعة من الإصدارات. يبدو أن رقم أفوجادرو يحمل بعض المعنى السري. بعد كل شيء ، هناك أرقام سحرية ، حيث يتضمن بعضها الرقم "pi" ، وأرقام فيبوناتشي ، وسبعة (ثمانية في الشرق) ، و 13 ، إلخ. سنكافح فراغ المعلومات. لن نتحدث عن من هو أميديو أفوجادرو ، ولماذا ، بالإضافة إلى القانون الذي صاغه ، تم العثور على فوهة على سطح القمر أيضًا باسم هذا العالم. تم بالفعل كتابة العديد من المقالات حول هذا الموضوع.

على وجه الدقة ، لم أحسب الجزيئات أو الذرات في أي حجم معين. أول شخص يحاول معرفة عدد جزيئات الغاز

كان جوزيف لوشميت موجودًا في حجم معين وبنفس الضغط ودرجة الحرارة ، وكان ذلك في عام 1865. نتيجة لتجاربه ، توصل Loschmidt إلى استنتاج مفاده أنه في سنتيمتر مكعب واحد من أي غاز في الظروف العادية يكون هناك 2.68675. 10 ^ 19 جزيء.

بعد ذلك ، تم اختراع طرق مستقلة حول كيفية تحديد رقم Avogadro ، وبما أن النتائج في معظمها متطابقة ، فقد تحدث هذا مرة أخرى لصالح الوجود الفعلي للجزيئات. في الوقت الحالي ، تجاوز عدد الطرق 60 طريقة ، ولكن في السنوات الأخيرة ، حاول العلماء زيادة تحسين دقة التقدير من أجل تقديم تعريف جديد لمصطلح "كيلوغرام". حتى الآن ، تمت مقارنة الكيلوغرام بمعيار المادة المختار دون أي تعريف أساسي.

ومع ذلك ، لنعد إلى سؤالنا - لماذا هذا الثابت يساوي 6.022. 10 ^ 23؟

في الكيمياء ، في عام 1973 ، لتسهيل العمليات الحسابية ، تم اقتراح إدخال مفهوم مثل "مقدار المادة". كانت الوحدة الأساسية لقياس الكمية هي المول. وفقًا لتوصيات IUPAC ، تتناسب كمية أي مادة مع عدد جسيماتها الأولية المحددة. لا يعتمد معامل التناسب على نوع المادة ، ورقم أفوجادرو هو مقلوب لها.

للتوضيح ، لنأخذ مثالاً. كما هو معروف من تعريف وحدة الكتلة الذرية ، الساعة 1 صباحًا. يتوافق مع واحد على 12 من كتلة ذرة كربون واحدة 12 درجة مئوية ويساوي 1.66053878.10 ^ (- 24) جرامًا. إذا قمت بضرب 1 ص. من خلال ثابت أفوجادرو ، تحصل على 1.000 جم / مول. الآن لنأخذ بعض البريليوم على سبيل المثال. وفقًا للجدول ، تبلغ كتلة ذرة البريليوم 9.01 أوقية. دعونا نحسب ما يساوي مول واحد من ذرات هذا العنصر:

6.02 × 10 ^ 23 مول -1 * 1.66053878x10 ^ (- 24) جرام * 9.01 = 9.01 جرام / مول.

وهكذا ، اتضح أنه يتطابق عدديًا مع الذرة.

تم اختيار ثابت أفوجادرو بشكل خاص بحيث تتوافق الكتلة المولية مع قيمة ذرية أو بدون أبعاد - قيمة جزيئية نسبية.