ตัวเลขของอาโวกาโดรคืออะไร? ค่าคงตัวของอาโวกาโดร

กฎของอาโวกาโดร

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

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 อันที่จริง ก๊าซในอุดมคติ 1 ซม. ภายใต้สภาวะปกติจะมีโมเลกุล 2.68675·10 19 ปริมาณนี้เรียกว่าเลขลอสชมิดต์ (หรือค่าคงที่) ตั้งแต่นั้นมา ได้มีการพัฒนาวิธีการอิสระจำนวนมากในการกำหนดจำนวนของ Avogadro ข้อตกลงที่ดีเยี่ยมระหว่างค่าที่ได้รับเป็นหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับจำนวนโมเลกุลที่แท้จริง

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

  • โดยผลคูณของค่าคงที่ของ Boltzmann ค่าคงที่ก๊าซสากล ร=กิโลนิวตันก.
  • ค่าคงที่ของฟาราเดย์แสดงผ่านผลคูณของประจุไฟฟ้าเบื้องต้นและจำนวนอโวกาโดร เอฟ=อีเอ็นก.

ดูสิ่งนี้ด้วย

หมายเหตุ

วรรณกรรม

  • หมายเลขของ Avogadro // สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010.

ดูว่า "หมายเลขของ Avogadro" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

    - (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- 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

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

    - (เลขอาโวกาโดร) จำนวนองค์ประกอบโครงสร้าง (อะตอม โมเลกุล ไอออน หรืออื่นๆ) ในหน่วย จำนวน va ใน va (ในหนึ่งท่าเรือ) ตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ A. Avogadro ซึ่งได้รับการกำหนดให้ NA A.p. เป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางกายภาพพื้นฐาน ซึ่งจำเป็นสำหรับการพิจารณาการคูณ ... สารานุกรมกายภาพ

    - (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

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 ไม่มีคำตอบสำหรับคำถามนี้ในตำราเรียน และนักประวัติศาสตร์เคมีก็มีหลากหลายเวอร์ชันให้เลือก ดูเหมือนว่าหมายเลขของ Avogadro จะมีความหมายลับบางอย่าง 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 ได้ข้อสรุปว่าในหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรของก๊าซใดๆ ภายใต้สภาวะปกติจะมี 2.68675 10^19 โมเลกุล

ต่อมามีการคิดค้นวิธีการอิสระในการหาจำนวนอาโวกาโดร และเนื่องจากผลลัพธ์ส่วนใหญ่ใกล้เคียงกัน สิ่งนี้จึงพูดถึงการมีอยู่จริงของโมเลกุลอีกครั้ง ในขณะนี้ จำนวนวิธีมีเกิน 60 วิธี แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามปรับปรุงความแม่นยำของการประมาณการเพิ่มเติม เพื่อที่จะแนะนำคำจำกัดความใหม่ของคำว่า "กิโลกรัม" จนถึงขณะนี้ กิโลกรัมได้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับมาตรฐานวัสดุที่เลือกโดยไม่มีคำจำกัดความพื้นฐานใดๆ

อย่างไรก็ตาม กลับมาที่คำถามของเรา - ทำไมค่าคงที่นี้จึงเท่ากับ 6.022 10^23?

ในวิชาเคมีในปี พ.ศ. 2516 เพื่อความสะดวกในการคำนวณจึงเสนอแนวคิดดังกล่าวว่า "ปริมาณของสาร" โมลกลายเป็นหน่วยพื้นฐานในการวัดปริมาณ ตามคำแนะนำของ IUPAC ปริมาณของสารใดๆ จะเป็นสัดส่วนกับจำนวนอนุภาคมูลฐานที่จำเพาะของสารนั้น 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 ทีนี้ลองมาดูเบริลเลียมบ้าง 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

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

หนังสือเล่มใหม่ของ 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 ค่าของตัวเลข Avogadro ที่แนะนำโดย CODATA (คณะทำงานเกี่ยวกับค่าคงที่พื้นฐาน) ในปี 2015: N A = 6.02214082(11)·10 23 mol -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 ซึ่งมีค่าเท่ากับมวลโมเลกุลของสารนี้ (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 กรัม 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 ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันจะมีปริมาตรเท่ากันภายใต้สภาวะปกติเท่ากับ 22.41383 ลิตร (สภาวะปกติสอดคล้องกับความดัน P 0 = 1 atm และอุณหภูมิ T 0 = 273.15 K) ปริมาณนี้เรียกว่าปริมาตรโมลของก๊าซ

ความพยายามครั้งแรกในการค้นหาจำนวนโมเลกุลที่มีปริมาตรที่กำหนดเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2408 โดย J. Loschmidt จากการคำนวณของเขา พบว่าจำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรอากาศคือ 1.8·10 · 18 ซม. -3 ซึ่งปรากฏว่าน้อยกว่าค่าที่ถูกต้องประมาณ 15 เท่า 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) สอดคล้องกับเลขอาโวกาโดร N A µ 6.02·10 23

จำนวนของอาโวกาโดรเป็นหนึ่งในค่าคงที่ทางกายภาพที่สำคัญซึ่งมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ 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 จำนวนอโวกาโดรเป็นค่าคงที่พื้นฐานอย่างแท้จริง

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

ผู้เขียนต้องยอมรับว่าแนวคิดของหนังสือเล่มนี้ไม่ได้เป็นของเขา แต่เป็นของ Lev Fedorovich Soloveichik เพื่อนร่วมชั้นของเขาที่สถาบันฟิสิกส์และเทคโนโลยีมอสโกชายผู้มีส่วนร่วมในการวิจัยและพัฒนาประยุกต์ แต่ยังคงโรแมนติก นักฟิสิกส์ในดวงใจ นี่คือบุคคลที่ (หนึ่งในไม่กี่คน) ยังคง "แม้จะอยู่ในยุคที่โหดร้ายของเรา" เพื่อต่อสู้เพื่อการศึกษาฟิสิกส์ที่ "สูงกว่า" 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

21 มกราคม 2017

การทราบปริมาณของสารในหน่วยโมลและจำนวนของอาโวกาโดร เป็นเรื่องง่ายมากที่จะคำนวณจำนวนโมเลกุลที่มีอยู่ในสารนี้ เพียงคูณเลขอาโวกาโดรด้วยปริมาณของสาร

N=N A *ν

และถ้าคุณมาที่คลินิกเพื่อทำการทดสอบ เช่น น้ำตาลในเลือด โดยรู้เลขอาโวกาโดร คุณก็จะสามารถนับจำนวนโมเลกุลน้ำตาลในเลือดได้อย่างง่ายดาย ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์แสดงให้เห็น 5 โมล ลองคูณผลลัพธ์นี้ด้วยเลขอาโวกาโดรแล้วจะได้ 3,010,000,000,000,000,000,000,000 ชิ้น เมื่อพิจารณาจากรูปนี้ ก็ชัดเจนว่าเหตุใดพวกเขาจึงหยุดการวัดโมเลกุลเป็นชิ้น ๆ และเริ่มวัดเป็นโมล

มวลกราม (M)

หากไม่ทราบปริมาณของสาร ก็สามารถหาได้โดยการหารมวลของสารด้วยมวลโมล

N=ยังไม่มีข้อความ * ม. / ม .

คำถามเดียวที่อาจเกิดขึ้นที่นี่คือ: "มวลโมลาร์คืออะไร" ไม่ นี่ไม่ใช่กลุ่มจิตรกรอย่างที่คิด!!! มวลกรามคือมวลของสารหนึ่งโมล ทุกอย่างเป็นเรื่องง่ายที่นี่ หากหนึ่งโมลมีอนุภาค N A (เช่น เท่ากับเลขอาโวกาโดร)จากนั้นจึงนำมวลของอนุภาคดังกล่าวมาคูณกัน ม. 0ด้วยเลขอาโวกาโดร เราจะได้มวลโมลาร์

ม=ม 0 *ยังไม่มีข้อความ .

มวลกรามคือมวลของสารหนึ่งโมล

และถ้ารู้ก็ดี แต่ถ้าไม่ล่ะ? เราจะต้องคำนวณมวลของหนึ่งโมเลกุล m 0 . แต่นี่ก็ไม่ใช่ปัญหาเช่นกัน คุณเพียงแค่ต้องรู้สูตรทางเคมีและมีตารางธาตุอยู่ในมือ

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ (Mr)

หากจำนวนโมเลกุลในสารมีขนาดใหญ่มาก ในทางกลับกัน มวลของหนึ่งโมเลกุล m0 จะมีน้อยมาก ดังนั้นเราจึงแนะนำเพื่อความสะดวกในการคำนวณ มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ (นาย)- นี่คืออัตราส่วนของมวลของหนึ่งโมเลกุลหรืออะตอมของสารต่อ 1/12 ของมวลของอะตอมคาร์บอน แต่อย่าปล่อยให้สิ่งนี้ทำให้คุณกลัว เพราะอะตอมระบุไว้ในตารางธาตุ และสำหรับโมเลกุลจะคำนวณเป็นผลรวมของมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของอะตอมทั้งหมดที่รวมอยู่ในโมเลกุล น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์วัดเป็นหน่วยในหน่วย หน่วยมวลอะตอม (a.u.m)ในรูปกิโลกรัม 1 อามู=1.67 10 -27กก.เมื่อรู้สิ่งนี้แล้ว เราก็สามารถระบุมวลของโมเลกุลหนึ่งได้อย่างง่ายดายโดยการคูณมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ด้วย 1.67 · 10 -27

ม. 0 = ม อาร์ *1.67*10 -27 .

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์- อัตราส่วนของมวลของหนึ่งโมเลกุลหรืออะตอมของสารต่อ 1/12 ของมวลของอะตอมคาร์บอน

ความสัมพันธ์ระหว่างมวลโมเลกุลและโมเลกุล

ให้เราจำสูตรการหามวลโมลาร์:

ม=ม 0 *ยังไม่มีข้อความ .

เพราะ ม. 0 = M r * 1.67 10 -27,เราสามารถแสดงมวลโมลได้ดังนี้:

ม=มร *ยังไม่มี *1.67 10 -27 .

ตอนนี้ถ้าเราคูณเลข N A ของ Avogadro ด้วย 1.67 10 -27 เราจะได้ 10 -3 นั่นคือเพื่อหามวลโมลาร์ของสาร แค่คูณมวลโมเลกุลของมันด้วย 10 -3 ก็เพียงพอแล้ว

ม=มร *10 -3

แต่อย่ารีบเร่งที่จะทำทั้งหมดนี้โดยการคำนวณจำนวนโมเลกุล หากเรารู้มวลของสาร m แล้วหารด้วยมวลของโมเลกุล m 0 เราจะได้จำนวนโมเลกุลในสารนี้

N=ม. / ม. 0

แน่นอนว่าการนับโมเลกุลไม่เพียงแต่มีขนาดเล็กเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลาอีกด้วย ในกรณีที่คุณหลงทาง คุณจะต้องนับใหม่ แต่ในทางวิทยาศาสตร์ เช่นเดียวกับในกองทัพ มีคำว่า "ต้อง" อยู่ ดังนั้นแม้แต่อะตอมและโมเลกุลก็ยังถูกนับ...

>เบอร์อโวกาโดร

ค้นหาว่าอะไรจะเท่ากัน เบอร์ของอาโวกาโดรในไฝ ศึกษาอัตราส่วนปริมาณของสารในโมเลกุลกับเลขอาโวกาโดร การเคลื่อนที่แบบบราวเนียน ค่าคงที่ของก๊าซ และฟาราเดย์

จำนวนโมเลกุลใน 1 โมล เรียกว่า เลขอาโวกาโดร ซึ่งก็คือ 6.02 x 10 23 โมล -1

วัตถุประสงค์การเรียนรู้

  • เข้าใจความเชื่อมโยงระหว่างจำนวนอโวกาโดรกับโมล.

ประเด็นหลัก

  • Avogadro เสนอว่าในกรณีของความดันและอุณหภูมิเท่ากัน ปริมาณก๊าซที่เท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน
  • ค่าคงที่ของอาโวกาโดรเป็นปัจจัยสำคัญ เพราะมันเชื่อมโยงค่าคงที่และคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ
  • อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เชื่อว่าตัวเลขนี้อาจได้มาจากปริมาณการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน วัดครั้งแรกในปี 1908 โดย Jean Perrin

เงื่อนไข

  • ค่าคงที่ของแก๊สคือค่าคงที่สากล (R) ซึ่งตามมาจากกฎของแก๊สในอุดมคติ ได้มาจากค่าคงที่ของ Boltzmann และจำนวน Avogadro
  • ค่าคงที่ของฟาราเดย์คือปริมาณประจุไฟฟ้าต่อโมลของอิเล็กตรอน
  • การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนคือการกระจัดแบบสุ่มขององค์ประกอบที่เกิดจากการชนกับแต่ละโมเลกุลในของเหลว

หากคุณเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงปริมาณของสาร การใช้หน่วยอื่นนอกเหนือจากจำนวนโมเลกุลจะง่ายกว่า โมลทำหน้าที่เป็นหน่วยพื้นฐานในระบบสากลและลำเลียงสารที่มีจำนวนอะตอมเท่ากันกับที่เก็บไว้ในคาร์บอน-12 12 กรัม สารปริมาณนี้เรียกว่าเลขอาโวกาโดร

เขาสามารถสร้างการเชื่อมต่อระหว่างมวลที่มีปริมาตรเท่ากันของก๊าซต่าง ๆ ได้ (ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและความดันเท่ากัน) สิ่งนี้ส่งเสริมความสัมพันธ์ของมวลโมเลกุล

เลขอาโวกาโดรแสดงถึงจำนวนโมเลกุลในออกซิเจน 1 กรัม โปรดจำไว้ว่านี่เป็นข้อบ่งชี้ถึงคุณลักษณะเชิงปริมาณของสาร ไม่ใช่มิติการวัดอิสระ ในปี ค.ศ. 1811 อาโวกาโดรเดาว่าปริมาตรของก๊าซอาจเป็นสัดส่วนกับจำนวนอะตอมหรือโมเลกุล และธรรมชาติของก๊าซจะไม่ได้รับผลกระทบจากธรรมชาติ (ตัวเลขเป็นสากล)

รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ตกเป็นของ Jean Perinne ในปี 1926 จากค่าคงที่ของ Avogadro ดังนั้น จำนวนของอาโวกาโดรคือ 6.02 x 10 23 โมล -1

ความสำคัญทางวิทยาศาสตร์

ค่าคงที่ของ Avogadro มีบทบาทในการเชื่อมโยงที่สำคัญในการสังเกตธรรมชาติในระดับมหภาคและด้วยกล้องจุลทรรศน์ มันเหมือนเป็นสะพานเชื่อมระหว่างค่าคงที่และคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ตัวอย่างเช่น สร้างการเชื่อมต่อระหว่างค่าคงที่ของก๊าซ (R) และค่าคงที่ของ Boltzmann (k):

R = กิโลนิวตัน A = 8.314472 (15) เจ โมล -1 K -1 .

และระหว่างค่าคงที่ฟาราเดย์ (F) และประจุเบื้องต้น (e):

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

การคำนวณค่าคงที่

การกำหนดตัวเลขส่งผลต่อการคำนวณมวลของอะตอม ซึ่งได้มาจากหารมวลของก๊าซหนึ่งโมลด้วยเลขอาโวกาโดร ในปี ค.ศ. 1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์เสนอให้สร้างมันขึ้นมาโดยอาศัยขนาดของการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน แนวคิดนี้เองที่ Jean Perrin ทดสอบในปี 1908