Лік Авагадра: цікавыя звесткі

Са школьнага курсу хіміі нам вядома, што калі ўзяць адзін моль якога-небудзь рэчывы, то ў ім будзе 6.02214084 (18) • 10 ^ 23 атамаў або іншых структурных элементаў (малекул, іёнаў і г.д.). Для выгоды лік Авагадра прынята запісваць у такім выглядзе: 6.02 • 10 ^ 23.

Аднак чаму пастаянная Авагадра (на ўкраінскай мове «стала Авагадра») роўная менавіта такому значэнні? Адказ на гэтае пытанне ў падручніках адсутнічае, а гісторыкі ад хіміі прапануюць самыя розныя версіі. Такое ўражанне, што лік Авагадра мае нейкі таемны сэнс. Бо ёсць жа магічныя лічбы, куды некаторыя адносяць лік «пі», Лікі Фібаначы, сямёрку (на ўсходзе васьмёрку), 13 і г.д. Будзем змагацца з інфармацыйным вакуумам. Пра тое, хто такі Амедэо Авагадра, і чаму ў гонар гэтага вучонага акрамя сфармуляванага ім закона, знойдзенай канстанты быў таксама названы кратэр на Месяцы, мы казаць не будзе. Пра гэта і без таго напісана мноства артыкулаў.

Калі быць дакладным, Амедео Авагадра не займаўся падлікамі малекул або атамаў ў нейкім пэўным аб'ёме. Першым, хто паспрабаваў высветліць, колькі малекул газу змяшчаецца ў зададзеным аб'ёме пры аднолькавым ціску і тэмпературы, быў Ёзэф Лошмидт, а было гэта ў 1865 годзе. У выніку сваіх эксперыментаў Лошмидт прыйшоў да высновы, што ў адным кубічным сантыметры любога газу ў звычайных умовах знаходзіцца 2.68675 • 10 ^ 19 малекул.

Пасля было вынайдзена вялікая колькасць незалежных спосабаў таго, як можна вызначыць лік Авагадра і паколькі вынікі ў большай частцы супадалі, то гэта лішні раз сведчыла на карысць сапраўднага існавання малекул. На дадзены момант колькасць метадаў пераваліла за 60, але ў апошнія гады навукоўцы імкнуцца яшчэ больш павысіць дакладнасць ацэнкі, каб ўвесці новае азначэнне тэрміна «кілаграм». Пакуль што кілаграм супастаўляецца з абраным матэрыяльным эталонам без якога-небудзь фундаментальнага вызначэння.

Аднак вернемся да нашага пытаньня - чаму дадзеная канстанта роўная 6.022 • 10 ^ 23?

У хіміі, у 1973 г., для выгоды ў разліках было прапанавана ўвесці такое паняцце як «колькасць рэчыва». Асноўнай адзінкай для вымярэння колькасці стаў моль. Паводле рэкамендацый IUPAC, колькасць любога рэчыва прапарцыйна ліку яго канкрэтных элементарных часціц. Каэфіцыент прапарцыйнасці не залежыць ад тыпу рэчывы, а лік Авагадра з'яўляецца яго адваротным велічынёй.

Для нагляднасці возьмем які-небудзь прыклад. Як вядома з вызначэння атамнай адзінкі масы, 1 а.е.м. адпавядае адной дванаццатай ад масы аднаго атама вугляроду 12С і складае 1.66053878 • 10 ^ (- 24) грама. Калі памножыць 1 а.е.м. на канстанту Авагадра, то атрымаецца 1.000 г / моль. Цяпер возьмем які-небудзь хімічны элемент, скажам, берылій. Згодна з табліцы маса аднаго атама берылію складае 9.01 а.е.м. Палічым чаму роўны адзін моль атамаў гэтага элемента:

6.02 х 10 ^ 23 моль-1 * 1.66053878х10 ^ (- 24) грам * 9.01 = 9,01 грам / моль.

Такім чынам, атрымліваецца, што малярная маса колькасна супадае з атамнай.

Пастаянная Авагадра была спецыяльна абраная так, каб малярная маса адпавядала атамнай альбо беспамернай велічыні - адноснай малекулярнай (атамнай) масе. Можна сказаць, што лік Авагадра абавязана свайму з'яўленню, з аднаго боку, атамнай адзінцы масы, а з другога - агульнапрынятай адзінцы для параўнання масы - граму.