Ο αριθμός του Avogadro: ενδιαφέρουσες πληροφορίες

Από το σχολικό μάθημα της χημείας γνωρίζουμε ότι αν πάρουμε ένα mole μιας ουσίας τότε θα περιέχει 6.02214084 (18) • 10-23 άτομα ή άλλα δομικά στοιχεία (μόρια, ιόντα κλπ.). Για ευκολία, ο αριθμός του Avogadro είναι συνήθως γραμμένος με την ακόλουθη μορφή: 6.02 • 10 ^ 23.

Ωστόσο, γιατί είναι το σταθερό Avogadro (στην ουκρανική γλώσσα "Avogadro έγινε") ίσο ακριβώς με αυτή την αξία; Η απάντηση σε αυτή την ερώτηση στα βιβλία λείπει και οι ιστορικοί από τη χημεία προσφέρουν ποικίλες εκδοχές. Φαίνεται ότι ο αριθμός του Avogadro έχει κάποια μυστική σημασία. Εξάλλου, υπάρχουν και μαγικοί αριθμοί, όπου μερικοί περιλαμβάνουν τον αριθμό "pi", αριθμούς Fibonacci, επτά (στα ανατολικά οκτώ), 13, κλπ. Θα καταπολεμήσουμε το κενό πληροφόρησης. Ποιος είναι ο Αμνέο Αβογκάντο και γιατί προς τιμήν αυτού του επιστήμονα, πέρα από τον νόμο που διατύπωσε, βρέθηκε μια σταθερά στον κρατήρα της Σελήνης, δεν θα μιλήσουμε. Αυτό έχει ήδη γραφτεί πολλά άρθρα.

Για να είμαι ακριβής, ο Amedeo Avogadro δεν ασχολήθηκε με τον υπολογισμό των μορίων ή των ατόμων σε ένα συγκεκριμένο όγκο. Ο πρώτος που προσπαθεί να μάθει πόσα μόρια αερίου Περιεχόμενο σε δεδομένο όγκο με την ίδια πίεση και θερμοκρασία, ήταν ο Josef Loschmidt και το 1865. Ως αποτέλεσμα των πειραμάτων του, ο Loschmidt κατέληξε στο συμπέρασμα ότι σε ένα κυβικό εκατοστό οποιουδήποτε αερίου υπό συνήθεις συνθήκες υπάρχουν 2.68675 x 10 19 μόρια.

Στη συνέχεια, ένας μεγάλος αριθμός ανεξάρτητων τρόπων για τον προσδιορισμό του αριθμού του Avogadro εφευρέθηκε και, δεδομένου ότι τα αποτελέσματα συμπίπτουν σε μεγάλο βαθμό, αυτό μίλησε και πάλι υπέρ της πραγματικής ύπαρξης μορίων. Προς το παρόν, ο αριθμός των μεθόδων έχει ξεπεράσει τα 60, αλλά τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες προσπαθούν να βελτιώσουν περαιτέρω την ακρίβεια της αξιολόγησης για να εισαγάγουν έναν νέο ορισμό του όρου "κιλό". Προς το παρόν, ένα χιλιόγραμμο συγκρίνεται με το επιλεγμένο πρότυπο υλικού χωρίς κανένα θεμελιώδη ορισμό.

Ωστόσο, ας επιστρέψουμε στην ερώτησή μας - γιατί είναι αυτή η σταθερή 6.022 • 10 ^ 23;

Στη χημεία, το 1973, για λόγους ευκολίας στους υπολογισμούς προτάθηκε να εισαχθεί μια τέτοια έννοια ως "ποσότητα ουσίας". Η κύρια μονάδα για τη μέτρηση της ποσότητας ήταν η μοριακή. Σύμφωνα με τις συστάσεις της IUPAC, η ποσότητα οποιασδήποτε ουσίας είναι ανάλογη με τον αριθμό των συγκεκριμένων στοιχειωδών σωματιδίων της. Ο συντελεστής αναλογικότητας δεν εξαρτάται από τον τύπο της ουσίας και ο αριθμός του Avogadro είναι αμοιβαίος.

Για λόγους σαφήνειας, ας πάρουμε ένα παράδειγμα. Όπως είναι γνωστό από τον ορισμό της μονάδας ατομικής μάζας, 1 amu. Αντιστοιχεί στο ένα δωδέκατο της μάζας ενός ατόμου άνθρακα του 12C και είναι 1.66053878 • 10 ^ (-24) γραμμάρια. Αν πολλαπλασιάσουμε 1 amu Στη σταθερά Avogadro, τότε θα είναι 1.000 g / mol. Τώρα παίρνουμε κάποιο χημικό στοιχείο, ας πούμε, βηρύλλιο. Σύμφωνα με τον πίνακα, η μάζα ενός ατόμου βηρυλλίου είναι 9,01 amu. Ας υπολογίσουμε τι είναι ίσο με ένα mole ατόμων αυτού του στοιχείου:

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

Έτσι, αποδεικνύεται ότι η μοριακή μάζα συμπίπτει αριθμητικά με την ατομική μάζα .

Το σταθερό Avogadro επιλέχθηκε ειδικά έτσι ώστε η μοριακή μάζα να αντιστοιχεί σε ατομική ή αδιάστατη τιμή - τη σχετική μοριακή (ατομική) μάζα. Μπορούμε να πούμε ότι ο αριθμός του Avogadro οφείλει την εμφάνισή του, αφενός, στην ατομική μονάδα μάζας και αφετέρου στην κοινή μονάδα σύγκρισης του μαζικού γραμματισμού.