Номер на Авогадро: интересна информация

От училищния курс по химия знаем, че ако вземем един мол от едно вещество, той ще съдържа 6.02214084 (18) • 10-23 атома или други структурни елементи (молекули, йони и т.н.). За удобство номерът на Avogadro обикновено е написан в следната форма: 6.02 • 10 ^ 23.

Защо обаче постоянното Avogadro (на украинския език "Avogadro" стана) се равнява на тази стойност? Отговорът на този въпрос в учебниците липсва и историците от химия предлагат различни варианти. Изглежда номерът на Авогадро има някакво тайно значение. В края на краищата има и магически номера, където някои включват числото "пи", номера на Фибоначи, седем (на изток осем), 13 и т.н. Ще се борим с информационния вакуум. За кого е Амедео Авогадро и защо в чест на този учен в допълнение към закона, който е формулирал, константа е открита и на кратера на Луната, няма да говорим. Това вече е написано много статии.

За да бъдем точни, Амедео Авогадро не се занимаваше с изчисляването на молекули или атоми в определен обем. Първият да се опита да разбере колко молекули на газ се съдържа в даден обем при същото налягане и температура, беше Йозеф Лошид, а през 1865 г. В резултат на експериментите си Лошмит стига до извода, че в един кубичен сантиметър от всеки газ при обикновени условия има 2.68675 • 10 ^ 19 молекули.

След това е измислена голям брой независими начини за определяне на броя на Авогадро и поради това, че резултатите съвпаднаха, това отново говори в полза на действителното съществуване на молекули. В момента броят на методите е надвишил 60, но през последните години учените се опитват да подобрят още повече точността на оценката, за да въведат нова дефиниция на термина "килограм". Досега един килограм се сравнява с избрания стандартен материал без никаква фундаментална дефиниция.

Нека обаче да се върнем към нашия въпрос - защо това е постоянно 6.022 • 10 ^ 23?

В химия, през 1973 г., за удобство при изчисленията беше предложено да се въведе такава представа като "количество вещество". Основната единица за измерване на количеството е молът. Съгласно препоръките на IUPAC количеството на всяко вещество е пропорционално на броя на неговите специфични елементарни частици. Коефициентът на пропорционалност не зависи от вида на веществото, а броят на Avogadro е реципрочен.

За по-голяма яснота нека вземем пример. Както е известно от определението за единица атомна маса, 1 amu. съответства на една дванадесета от масата на един въглероден атом от 12С и е 1.66053878 • 10 ^ (минус-24) грама. Ако умножим 1 amu на константата на Авогадро, тогава тя ще бъде 1.000 г / мол. Сега да вземем малко химически елемент, да речем, берилий. Според таблицата, масата на един берилиев атом е 9.01 amu. Да броим това, което е един мол от атоми на този елемент:

6,02 х 10 ^ 23 mol-1 * 1,66053878x10 ^ (минус-24) грама * 9,01 = 9,01 g / mol.

По този начин се оказва, че моларна маса цифрово съвпада с атомния.

Постоянното Avogadro е избрано специално, така че моларната маса съответства на атомна или безразмерна стойност - относителната молекула (атомна) маса. Може да се каже, че номерът на "Авогадро" дължи появата му, от една страна, на атомната маса на масата, а от друга страна на общата единица за сравняване на масата.