Кој е бројот на Авогадро? Константа на Авогадро

Законот на Авогадро

Во зората на развојот на атомската теорија (), А. Авогадро постави хипотеза според која, при иста температура и притисок, еднакви волумени на идеални гасови содржат ист број на молекули. Оваа хипотеза подоцна се покажа како неопходна последица на кинетичката теорија, а сега е позната како Авогадров закон. Може да се формулира на следниов начин: еден мол од кој било гас на иста температура и притисок зафаќа ист волумен, под нормални услови еднаков 22,41383 . Оваа количина е позната како моларен волумен на гас.

Самиот Авогадро не го процени бројот на молекули во даден волумен, но разбра дека тоа е многу голема вредност. Првиот обид да се најде бројот на молекули кои зафаќаат даден волумен беше направен во годината Ј. Лошмит. Од пресметките на Лошмит, следеше дека за воздухот бројот на молекули по единица волумен е 1,81·10 18 cm −3, што е приближно 15 пати помало од вистинската вредност. Осум години подоцна, Максвел даде многу поблиска проценка на „околу 19 милиони милиони“ молекули на кубен сантиметар, или 1,9 10 19 cm −3. Всушност, 1 cm³ идеален гас во нормални услови содржи 2,68675·10 19 молекули. Оваа количина беше наречена Лошмитовиот број (или константа). Оттогаш, развиени се голем број независни методи за одредување на бројот на Авогадро. Одличниот договор помеѓу добиените вредности дава силен доказ за вистинскиот број на молекули.

Мерење на константа

Податоците во оваа статија се од декември 2011 година.

Официјално прифатената вредност за бројот на Авогадро денес е измерена во 2010 година. За ова се користени две сфери направени од силикон-28. Сферите беа добиени во Институтот за кристалографија Лајбниц и полирани во австралискиот центар за прецизна оптика толку непречено што висините на испакнатите на нивната површина не надминуваа 98 nm. За нивно производство се користеше силикон-28 со висока чистота, изолиран во Нижни Новгородскиот институт за хемија на супстанции со висока чистота на Руската академија на науките од силициум тетрафлуорид, високо збогатен со силикон-28, добиен во Централниот машински инженерски дизајн. Биро во Санкт Петербург.

Имајќи такви практично идеални објекти, можно е со голема точност да се пресмета бројот на атоми на силикон во топката и со тоа да се одреди бројот на Авогадро. Според добиените резултати, тоа е еднакво на 6,02214084(18)×10 23 mol −1 .

Врска помеѓу константи

  • Преку производот на Болцмановата константа, Универзалната гасна константа, Р=kNА.
  • Фарадеевата константа се изразува преку производот на елементарното електрично полнење и бројот на Авогадро, Ф=eNА.

исто така види

Белешки

Литература

  • Број на Авогадро // Голема советска енциклопедија

Фондацијата Викимедија. 2010 година.

Погледнете каков е „бројот на Авогадро“ во другите речници:

    - (Константа на Авогадро, симбол L), константа еднаква на 6,022231023, одговара на бројот на атоми или молекули содржани во еден MOLE од супстанцијата ... Научно-технички енциклопедиски речник

    Бројот на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis chemija apibrėžtis Dalelių (atomų, molekulių, jonų) skaičius viename medžiagos molyje, lygus (6,02204 ± 0,000031)·10²¹3 mol. santrumpa(os) Santrumpą žr. Приде. priedas(ai) Grafinis formatas atitimenys:… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

    Бројот на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. константа на Авогадро; Бројот вок на Авогадро. Авогадро Константе, ѓ; Avogadrosche Konstante, f rus. Авогадроова константа, f; Бројот на Авогадро, n pranc. константа д'Авогадро, f; име… … Физикос терминот жодина

    Авогадроова константа (број на Авогадро)- бројот на честички (атоми, молекули, јони) во 1 мол од супстанцијата (мол е количината на супстанција која содржи ист број честички како што има атоми во точно 12 грама од јаглеродниот изотоп 12), означен со симболот N = 6,023 1023. Еден од ... ... Почетоците на модерната природна наука

    - (бројот на Авогадро), бројот на структурни елементи (атоми, молекули, јони или други) во единици. број на ва во ва (во еден столб). Именуван во чест на А. Авогадро, назначен Н.А. A.p. е една од основните физички константи, од суштинско значење за одредување на мноштвото ... Физичка енциклопедија

    - (број на Авогадро; означен со NA), број на молекули или атоми во 1 мол од супстанцијата, NA = 6,022045(31) x 1023 mol 1; име по име А.Авогадро... Природна наука. енциклопедиски речник

    - (број на Авогадро), број на честички (атоми, молекули, јони) во 1 мол во ва. Тој е означен NA и е еднаков на (6.022045 ... Хемиска енциклопедија

    Na = (6,022045±0,000031)*10 23 бројот на молекули во мол од која било супстанција или бројот на атоми во мол од едноставна супстанција. Една од основните константи, со помош на која можете да одредите количини како што се, на пример, масата на атом или молекула (види... ... Енциклопедија на Колиер

Од училишниот курс по хемија знаеме дека ако земеме еден мол од која било супстанција, тогаш таа ќе содржи 6,02214084(18).10^23 атоми или други структурни елементи (молекули, јони итн.). За погодност, бројот на Авогадро обично се пишува во оваа форма: 6.02. 10^23.

Меѓутоа, зошто константата на Авогадро (на украински „стана Авогадро“) е еднаква на токму оваа вредност? Во учебниците нема одговор на ова прашање, а историчарите на хемијата нудат различни верзии. Се чини дека бројот на Авогадро има некое тајно значење. На крајот на краиштата, постојат магични броеви, кои некои вклучуваат пи, Фибоначи, седум (на исток осум), 13 итн. Ќе се бориме со информативниот вакуум. Нема да зборуваме за тоа кој е Амедео Авогадро и зошто во чест на овој научник бил именуван и кратер на Месечината, покрај законот што го формулирал и константата што ја нашол. За ова веќе се напишани многу статии.

Да бидам прецизен, не бев вклучен во броење молекули или атоми во некој специфичен волумен. Првиот кој се обиде да открие колку молекули гас

содржан во даден волумен на ист притисок и температура, беше Џозеф Лошмит, а тоа беше во 1865 година. Како резултат на неговите експерименти, Лошмит дошол до заклучок дека во еден кубен сантиметар од кој било гас во нормални услови има 2,68675. 10^19 молекули.

Последователно, беа измислени независни методи за тоа како да се одреди бројот на Авогадро, и бидејќи резултатите главно се совпаѓаа, ова уште еднаш зборуваше во корист на вистинското постоење на молекули. Во моментов, бројот на методи надмина 60, но во последниве години научниците се обидуваат дополнително да ја подобрат точноста на проценката со цел да воведат нова дефиниција за терминот „килограм“. Досега, килограмот беше споредуван со избран материјален стандард без никаква фундаментална дефиниција.

Сепак, да се вратиме на нашето прашање - зошто оваа константа е еднаква на 6,022. 10^23?

Во хемијата, во 1973 година, за погодност во пресметките, беше предложено да се воведе таков концепт како „количина на супстанција“. Кртот стана основна единица за мерење на количината. Според препораките на IUPAC, количината на која било супстанција е пропорционална со бројот на нејзините специфични елементарни честички. Коефициентот на пропорционалност не зависи од видот на супстанцијата, а бројот на Авогадро е негов реципрочен.

За јасност, да земеме пример. Како што е познато од дефиницијата за единицата за атомска маса, 1 часот по полноќ. одговара на една дванаесетина од масата на еден јаглероден атом 12C и изнесува 1,66053878,10^(−24) грама. Ако помножите 1 аму. со константата на Авогадро добиваме 1.000 g/mol. Сега да земеме малку, да речеме, берилиум. Според табелата, масата на еден атом на берилиум е 9,01 аму. Ајде да пресметаме колку еден мол од атоми на овој елемент е еднаков:

6,02 x 10^23 mol-1 * 1,66053878x10^(−24) грама * 9,01 = 9,01 грама/мол.

Така, излегува дека нумерички се совпаѓа со атомскиот.

Константата на Авогадро е специјално избрана така што моларната маса одговара на атомска или бездимензионална количина - релативна молекуларна. Можеме да кажеме дека бројот на Авогадро го должи својот изглед, од една страна, на атомската единица за маса, а од друга, на општо прифатена единица за споредување на масата - грамот.

Доктор по физичко-математички науки Евгениј Меилихов

Вовед (скратено) во книгата: Meilikhov E. Z. Avogadro's number. Како да видите атом. - Долгопрудни: Издавачка куќа „Интелигенција“, 2017 година.

Италијанскиот научник Амедео Авогадро, современик на А. Познавањето на оваа бројка го отвора патот за проценка на големини на атомите (молекулите). За време на животот на Авогадро, неговата хипотеза не доби соодветно признание.

Новата книга на Евгениј Залманович Меилихов, професор на МИПТ, главен истражувач во Националниот истражувачки центар Курчатов институт, е посветена на историјата на бројот на Авогадро.

Ако, како резултат на некоја глобална катастрофа, се уништи целото насобрано знаење и само една фраза дојде до идните генерации живи суштества, тогаш која изјава, составена од најмалку зборови, ќе донесе најмногу информации? Верувам дека ова е атомската хипотеза: ...сите тела се состојат од атоми - мали тела во непрекинато движење.
Р. Фејнман. Фејнман држи предавања за физика

Бројот на Авогадро (константа на Авогадро, константа на Авогадро) е дефиниран како број на атоми во 12 грама од чистиот изотоп јаглерод-12 (12 C). Обично се означува како N A, поретко L. Вредноста на бројот на Авогадро препорачана од CODATA (работна група за фундаментални константи) во 2015 година: N A = 6,02214082(11)·10 23 mol -1. Крт е количината на супстанција која содржи N A структурни елементи (т.е. ист број елементи како што има атоми содржани во 12 g од 12 C), а структурните елементи обично се атоми, молекули, јони итн. дефиниција, единицата за атомска маса (a.u. .m.) е еднаква на 1/12 од масата на атом од 12 C. Еден мол (грам-мол) од супстанцијата има маса (моларна маса), која, кога се изразува во грамови, бројно е еднаква на молекуларната маса на оваа супстанца (изразена во единици на атомска маса). На пример: 1 мол натриум има маса од 22,9898 g и содржи (приближно) 6,02 10 23 атоми, 1 мол калциум флуорид CaF 2 има маса од (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g и содржи приближно 6 ап. 02·10 23 молекули.

На крајот на 2011 година, на XXIV Генерална конференција за тежини и мерки, едногласно беше усвоен предлог за дефинирање на кртот во идната верзија на Меѓународниот систем на единици (SI) на таков начин што ќе се избегне неговата поврзаност со дефиницијата од грам. Се очекува дека во 2018 година кртот ќе се одреди директно со бројот на Авогадро, на кој ќе му се додели точна (без грешка) вредност врз основа на резултатите од мерењата препорачани од CODATA. Во меѓувреме, бројот на Авогадро не е прифатена вредност, туку мерлива вредност.

Оваа константа е именувана по познатиот италијански хемичар Амедео Авогадро (1776-1856), кој иако самиот не ја знаел оваа бројка, разбрал дека тоа е многу голема вредност. Во зората на развојот на атомската теорија, Авогадро изнесе хипотеза (1811), според која, при иста температура и притисок, еднакви волумени на идеални гасови содржат ист број на молекули. Оваа хипотеза подоцна се покажа дека е последица на кинетичката теорија на гасовите, а сега е позната како Авогадров закон. Може да се формулира на следниов начин: еден мол од кој било гас на иста температура и притисок зафаќа ист волумен, во нормални услови еднакви на 22,41383 литри (нормалните услови одговараат на притисокот P 0 = 1 atm и температурата T 0 = 273,15 K). Оваа количина е позната како моларен волумен на гас.

Првиот обид да се најде бројот на молекули кои зафаќаат даден волумен бил направен во 1865 година од Ј. Лошмит. Од неговите пресметки произлезе дека бројот на молекули по единица волумен на воздух е 1,8·10 18 cm -3, што, како што се испостави, е околу 15 пати помалку од точната вредност. Осум години подоцна, Џ. Максвел даде многу поблиска проценка до вистината - 1,9·10 19 cm -3. Конечно, во 1908 година, Перин дал прифатлива проценка: N A = 6,8·10 23 mol -1 Авогадров број, пронајден од експериментите на Брауновото движење.

Оттогаш, развиени се голем број независни методи за одредување на бројот на Авогадро, а попрецизните мерења покажаа дека всушност 1 cm 3 идеален гас во нормални услови содржи (приближно) 2,69 10 19 молекули. Оваа количина се нарекува Лошмит број (или константа). Тоа одговара на Авогадроовиот број N A ≈ 6,02·10 23.

Бројот на Авогадро е една од важните физички константи кои одиграа голема улога во развојот на природните науки. Но, дали е тоа „универзална (фундаментална) физичка константа“? Самиот термин е недефиниран и обично се поврзува со повеќе или помалку детална табела на нумерички вредности на физичките константи што треба да се користат при решавање на проблеми. Во овој поглед, основните физички константи често се сметаат за оние количини кои не се константи на природата и го должат своето постоење само на избраниот систем на единици (како што се магнетните и електричните константи на вакуум) или конвенционалните меѓународни договори (како што е единица за атомска маса) . Основните константи често вклучуваат многу изведени количини (на пример, гасната константа R, класичниот електронски радиус r e = e 2 /m e c 2, итн.) или, како во случајот со моларниот волумен, вредноста на некој физички параметар поврзан со специфичен експериментални услови кои беа избрани само поради практичност (притисок 1 atm и температура 273,15 K). Од оваа гледна точка, бројот на Авогадро е навистина фундаментална константа.

Оваа книга е посветена на историјата и развојот на методи за одредување на овој број. Епот траеше околу 200 години и во различни фази беше поврзан со различни физички модели и теории, од кои многу не ја изгубија својата важност до ден-денес. Најпаметните научни умови имаа рака во оваа приказна - само именете ги А. Авогадро, Ј. Лошмит, Ј. Максвел, Ј. Перин, А. Ајнштајн, М. Смолучовски. Списокот може да продолжи...

Авторот мора да признае дека идејата за книгата не му припаѓала нему, туку на Лев Федорович Соловејчик, негов соученик во Московскиот институт за физика и технологија, човек кој се занимавал со применети истражувања и развој, но останал романтичар. физичар во душа. Ова е личност која (една од ретките) продолжува „дури и во нашата сурова доба“ да се бори за вистинско „повисоко“ физичко образование во Русија, ја цени и, најдобро што може, ја промовира убавината и благодатта на физичките идеи. . Познато е дека од заплетот што А. С. Пушкин му го даде на Н. В. Гогољ, произлезе брилијантна комедија. Се разбира, овде не е така, но можеби и оваа книга некому ќе му изгледа корисна.

Оваа книга не е „популарно научно“ дело, иако на прв поглед може да изгледа така. Дискутира за сериозна физика против некоја историска позадина, користи сериозна математика и дискутира за прилично сложени научни модели. Всушност, книгата се состои од два (не секогаш остро разграничени) дела, наменети за различни читатели - на некои можеби им е интересна од историска и хемиска гледна точка, додека други може да се фокусираат на физичката и математичката страна на проблемот. Авторот имал на ум љубопитен читател - студент на Факултетот за физика или хемија, не туѓ на математиката и заинтересиран за историјата на науката. Има ли такви студенти? Авторот не го знае точниот одговор на ова прашање, но, врз основа на сопственото искуство, се надева дека има.

Информациите за книгите од издавачката куќа Интелект се на веб-страницата www.id-intellect.ru

21 јануари 2017 година

Знаејќи го количеството на супстанцијата во молови и бројот на Авогадро, многу е лесно да се пресмета колку молекули се содржани во оваа супстанца. Едноставно помножете го бројот на Авогадро со количината на супстанцијата.

N=N A *ν

И ако дојдете во клиниката да направите тестови, да речеме, шеќер во крвта, знаејќи го бројот на Авогадро, можете лесно да го броите бројот на молекули на шеќер во вашата крв. Па, на пример, анализата покажа 5 мол. Да го помножиме овој резултат со бројот на Авогадро и да добиеме 3.010.000.000.000.000.000.000.000 парчиња. Гледајќи ја оваа бројка, станува јасно зошто престанале да ги мерат молекулите на парчиња и почнале да ги мерат во молови.

Моларна маса (М).

Ако количината на супстанцијата е непозната, тогаш таа може да се најде со делење на масата на супстанцијата со нејзината моларна маса.

N=N A * m / M .

Единственото прашање што може да се појави овде е: „Што е моларна маса? Не, ова не е маса на сликар, како што може да изгледа!!! Моларна масае масата на еден мол од супстанцијата. Сè е едноставно овде, ако еден мол содржи N A честички (т.е. еднакво на бројот на Авогадро), потоа, множење на масата на една таква честичка m 0со бројот на Авогадро ја добиваме моларната маса.

M=m 0 *N A.

Моларна масае масата на еден мол од супстанцијата.

И добро е ако е познато, но што ако не е? Ќе треба да ја пресметаме масата на една молекула m 0 . Но, ниту ова не е проблем. Треба само да ја знаете неговата хемиска формула и да го имате при рака периодниот систем.

Релативна молекуларна тежина (Mr).

Ако бројот на молекули во супстанцијата е многу голем, тогаш масата на една молекула m0, напротив, е многу мала. Затоа, за погодност на пресметките, воведовме релативна молекуларна маса (Mr). Ова е односот на масата на една молекула или атом на супстанција до 1/12 од масата на јаглеродниот атом. Но, не дозволувајте ова да ве плаши, за атомите е означено во периодниот систем, а за молекулите се пресметува како збир на релативните молекуларни маси на сите атоми вклучени во молекулата. Релативната молекуларна тежина се мери во единици за атомска маса (a.u.m), во однос на килограми 1 аму = 1,67 10 -27 кг.Знаејќи го ова, лесно можеме да ја одредиме масата на една молекула со множење на релативната молекуларна маса со 1,67 10 -27.

m 0 = M r * 1,67 * 10 -27 .

Релативна молекуларна тежина- односот на масата на една молекула или атом на супстанција до 1/12 од масата на јаглеродниот атом.

Врска помеѓу моларна и молекуларна маса.

Да се ​​потсетиме на формулата за наоѓање на моларната маса:

M=m 0 *N A.

Бидејќи m 0 = M r * 1,67 10 -27,Моларната маса можеме да ја изразиме како:

М=Мр *N A *1,67 10 -27 .

Сега, ако го помножиме Авогадроовиот број N A со 1,67 10 -27, добиваме 10 -3, односно за да ја дознаеме моларната маса на супстанцијата, доволно е само да ја помножиме нејзината молекуларна маса со 10 -3.

М=Мр *10 -3

Но, не брзајте да го направите сето ова со пресметување на бројот на молекули. Ако ја знаеме масата на супстанцијата m, тогаш поделувајќи ја со масата на молекулата m 0, го добиваме бројот на молекули во оваа супстанција.

N=m / m 0

Се разбира, неблагодарна задача е да се бројат молекулите; не само што се мали, туку и постојано се движат. Само во случај да се изгубите, ќе мора повторно да броите. Но, во науката, како и во армијата, постои таков збор „мора“, па затоа дури и атомите и молекулите се бројат ...

> Бројот на Авогадро

Откријте што е еднакво Бројот на Авогадрово бенки. Проучи го односот на количината на супстанцијата на молекулите и бројот на Авогадро, Брауновото движење, гасната константа и Фарадеј.

Бројот на молекули во крт се нарекува Авогадров број, кој е 6,02 x 10 23 mol -1.

Цел на учењето

  • Разберете ја врската помеѓу бројот на Авогадро и бенките.

Главни точки

  • Авогадро предложил дека во случај на еднаков притисок и температура, еднакви волумени на гас содржат ист број на молекули.
  • Константата на Авогадро е важен фактор, бидејќи ги поврзува другите физички константи и својства.
  • Алберт Ајнштајн верувал дека овој број може да се изведе од количините на брауновото движење. За прв пат беше измерен во 1908 година од Жан Перин.

Услови

  • Гасната константа е универзална константа (R), која следи од законот за идеален гас. Се добива од Болцмановата константа и Авогадроовиот број.
  • Фарадеевата константа е количината на електричен полнеж по мол електрони.
  • Брауновото движење е случајно поместување на елементите формирани поради удари со поединечни молекули во течност.

Ако се соочите со промена во количината на супстанцијата, полесно е да користите единица различна од бројот на молекули. Кртот служи како основна единица во меѓународниот систем и пренесува супстанција која содржи ист број атоми колку што се складирани во 12 g јаглерод-12. Оваа количина на супстанција се нарекува Авогадров број.

Тој успеа да воспостави врска помеѓу масите на ист волумен на различни гасови (под услови на иста температура и притисок). Ова го промовира односот на нивните молекуларни маси

Бројот на Авогадро го претставува бројот на молекули во еден грам кислород. Запомнете дека ова е показател за квантитативна карактеристика на супстанцијата, а не за независна димензија на мерење. Во 1811 година, Авогадро претпоставил дека волуменот на гасот може да биде пропорционален на бројот на атоми или молекули и на тоа нема да влијае природата на гасот (бројот е универзален).

Нобеловата награда за физика му беше доделена на Жан Перин во 1926 година за неговата изведба на константата на Авогадро. Значи, бројот на Авогадро е 6,02 x 10 23 mol -1.

Научно значење

Константата на Авогадро игра улога на важна алка во макро- и микроскопските природни набљудувања. Тоа на некој начин поставува мост за други физички константи и својства. На пример, воспоставува врска помеѓу гасната константа (R) и Болцмановата константа (k):

R = kN A = 8,314472 (15) J mol -1 K-1 .

И, исто така, помеѓу Фарадејската константа (F) и елементарното полнење (е):

F = N A e = 96485.3383 (83) C mol -1.

Пресметка на константа

Одредувањето на бројот влијае на пресметката на масата на атомот, која се добива со делење на масата на мол гас со бројот на Авогадро. Во 1905 година, Алберт Ајнштајн предложил да се изведе врз основа на големината на Брауновото движење. Токму оваа идеја ја тестираше Жан Перин во 1908 година.