Молът е количеството вещество, което съдържа същия брой структурни елементи, колкото има атоми, съдържащи се в 12 g 12 C, а структурните елементи обикновено са атоми, молекули, йони и т.н. Масата на 1 мол вещество, изразено в грамове, е числено равно на своя мол. маса. Така 1 мол натрий има маса 22,9898 g и съдържа 6,02·10 23 атома; 1 мол калциев флуорид CaF 2 има маса (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g и съдържа 6,02 10 23 молекули, както и 1 мол въглероден тетрахлорид CCl 4, чиято маса е (12,011 + 4 35,453) = 153,823 g и т.н.
Закон на Авогадро.
В зората на развитието на атомната теория (1811 г.) А. Авогадро излага хипотеза, според която при една и съща температура и налягане равни обеми идеални газове съдържат еднакъв брой молекули. По-късно беше доказано, че тази хипотеза е необходимо следствие от кинетичната теория и сега е известна като закон на Авогадро. Може да се формулира по следния начин: един мол от всеки газ при същата температура и налягане заема същия обем, при стандартна температура и налягане (0 ° C, 1,01 × 10 5 Pa), равен на 22,41383 литра. Това количество е известно като моларен обем на газ.
Самият Авогадро не е оценил броя на молекулите в даден обем, но е разбрал, че това е много голяма стойност. Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен през 1865 г. от J. Loschmidt; Установено е, че 1 cm 3 идеален газ при нормални (стандартни) условия съдържа 2,68675 × 10 19 молекули. След името на този учен посочената стойност се нарича числото на Лошмид (или константа). Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро. Отличното съответствие между получените стойности е убедително доказателство за реалното съществуване на молекулите.
Метод на Лошмид
представлява само исторически интерес. Основава се на предположението, че втечненият газ се състои от плътно опаковани сферични молекули. Чрез измерване на обема на течността, която се е образувала от даден обем газ, и знаейки приблизително обема на газовите молекули (този обем може да бъде представен въз основа на някои свойства на газа, като вискозитет), Лошмид получава оценка на числото на Авогадро ~10 22.
Определяне въз основа на измерване на заряда на електрона.
Единица за количество електричество, известна като числото на Фарадей Е, е зарядът, носен от един мол електрони, т.е. Е = не, Където д– електронен заряд, н– броят на електроните в 1 мол електрони (т.е. числото на Авогадро). Числото на Фарадей може да се определи чрез измерване на количеството електричество, необходимо за разтваряне или утаяване на 1 мол сребро. Внимателни измервания, извършени от Националното бюро по стандартизация на САЩ, дадоха стойността Е= 96490,0 C, а зарядът на електрона, измерен по различни методи (по-специално в експериментите на R. Millikan), е равен на 1,602 × 10 -19 C. От тук можете да намерите н. Този метод за определяне на числото на Авогадро изглежда един от най-точните.
Експериментите на Перин.
Въз основа на кинетичната теория е получен израз, включващ числото на Авогадро, който описва намаляването на плътността на газ (например въздух) с височината на колоната на този газ. Ако можем да изчислим броя на молекулите в 1 cm 3 газ на две различни височини, тогава, използвайки горния израз, бихме могли да намерим н. За съжаление, това е невъзможно да се направи, защото молекулите са невидими. Въпреки това през 1910 г. J. Perrin показа, че споменатият израз е валиден и за суспензии от колоидни частици, които се виждат в микроскоп. Преброяването на броя на частиците, разположени на различни височини в суспензионната колона, даде числото на Авогадро 6,82×10 23. От друга серия от експерименти, в които е измерено средноквадратичното изместване на колоидните частици в резултат на тяхното брауново движение, Перин получава стойността н= 6,86Х10 23. Впоследствие други изследователи повториха някои от експериментите на Перин и получиха стойности, които са в добро съответствие с приетите в момента. Трябва да се отбележи, че експериментите на Перин отбелязаха повратна точка в отношението на учените към атомната теория на материята - преди това някои учени я смятаха за хипотеза. У. Оствалд, изключителен химик от онова време, изрази тази промяна във възгледите по следния начин: „Съответствието на Брауновото движение с изискванията на кинетичната хипотеза... принуди дори най-песимистичните учени да говорят за експериментално доказателство на атомната теория. .”
Изчисления с помощта на числото на Авогадро.
С помощта на числото на Авогадро са получени точни стойности за масата на атомите и молекулите на много вещества: натрий, 3,819×10 –23 g (22,9898 g/6,02×10 23), тетрахлорид на въглерода, 25,54×10 –23 g и др. . Може също да се покаже, че 1 g натрий трябва да съдържа приблизително 3x1022 атома от този елемент.
Вижте също
Закон на Авогадро
В зората на развитието на атомната теория (), А. Авогадро изложи хипотеза, според която при една и съща температура и налягане равни обеми идеални газове съдържат еднакъв брой молекули. По-късно беше доказано, че тази хипотеза е необходимо следствие от кинетичната теория и сега е известна като закон на Авогадро. Може да се формулира по следния начин: един мол от всеки газ при същата температура и налягане заема същия обем, при нормални условия равен 22,41383 . Това количество е известно като моларен обем на газ.
Самият Авогадро не е оценил броя на молекулите в даден обем, но е разбрал, че това е много голяма стойност. Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен от J. Loschmidt; беше установено, че 1 cm³ идеален газ при нормални условия съдържа 2,68675·10 19 молекули. След името на този учен посочената стойност се нарича числото на Лошмид (или константа). Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро. Отличното съответствие между получените стойности е убедително доказателство за реалното съществуване на молекулите.
Връзка между константи
- Чрез произведението на константата на Болцман, универсалната газова константа, Р=kNА.
- Константата на Фарадей се изразява чрез произведението на елементарния електрически заряд и числото на Авогадро, Е=eNА.
Вижте също
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е "константата на Авогадро" в други речници:
Константата на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Apibrėžtį žr. Приеде. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: англ. Авогадро постоянен вок. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, е рус. Константата на Авогадро... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Константата на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. константа на Авогадро; Числото на Авогадро вок. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, е рус. Константа на Авогадро, f; Числото на Авогадро, n пранц. константа на Авогадро, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas
Константата на Авогадро- Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. Приеде. priedas(ai) MS Word formatas atitikmenys: англ. Постоянният вок на Авогадро. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, е рус. Константа на Авогадро, f; постоянно...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
- (число на Авогадро) (NA), броят на молекулите или атомите в 1 мол вещество; NA=6.022?1023 mol 1. Кръстен на А. Авогадро... Съвременна енциклопедия
Константата на Авогадро- (число на Авогадро) (NA), броят на молекулите или атомите в 1 мол вещество; NA=6.022´1023 mol 1. Кръстен на А. Авогадро. ... Илюстрован енциклопедичен речник
Авогадро Амедео (9.8.1776, Торино, ‒ 9.7.1856, пак там), италиански физик и химик. Получава диплома по право, след това учи физика и математика. Член-кореспондент (1804 г.), обикновен академик (1819 г.), а след това директор на катедрата... ...
- (Авогадро) Амедео (9.8.1776, Торино, 9.7.1856, пак там), италиански физик и химик. Получава диплома по право, след това учи физика и математика. Член-кореспондент (1804), обикновен академик (1819), а след това директор на катедрата по физика... ... Велика съветска енциклопедия
Константата на фината структура, обикновено означавана като, е фундаментална физическа константа, която характеризира силата на електромагнитното взаимодействие. Въведена е през 1916 г. от немския физик Арнолд Зомерфелд като мярка... ... Wikipedia
- (числото на Авогадро), броят на структурните елементи (атоми, молекули, йони или други) в единици. брой va в va (в един кей). Наречен в чест на А. Авогадро, обозначен като NA. A.p. е една от основните физични константи, от съществено значение за определяне на множествеността ... Физическа енциклопедия
ПОСТОЯННА- количество, което има постоянна стойност в областта на неговото използване; (1) П. Авогадро е същото като Авогадро (виж); (2) П. Болцман, универсална термодинамична величина, която свързва енергията на елементарна частица с нейната температура; означено с k,…… Голяма политехническа енциклопедия
Книги
- Биографии на физически константи. Увлекателни истории за универсални физични константи. Брой 46
- Биографии на физически константи. Увлекателни истории за универсалните физически константи, О. П. Спиридонов. Тази книга е посветена на разглеждането на универсалните физически константи и тяхната важна роля в развитието на физиката. Целта на книгата е да разкаже в популярна форма за появата в историята на физиката...
> Номерът на Авогадро
Разберете какво е равно Числото на Авогадров бенки. Изследвайте съотношението на количеството вещество на молекулите и числото на Авогадро, Брауновото движение, газовата константа и Фарадей.
Броят на молекулите в един мол се нарича числото на Авогадро, което е 6,02 x 10 23 mol -1.
Учебна цел
- Разберете връзката между числото на Авогадро и бенките.
Главни точки
- Авогадро предложи в случай на еднакво налягане и температура равните газови обеми да съдържат еднакъв брой молекули.
- Константата на Авогадро е важен фактор, тъй като свързва други физически константи и свойства.
- Алберт Айнщайн вярва, че това число може да бъде получено от количествата на брауновото движение. За първи път е измерен през 1908 г. от Жан Перин.
Условия
- Газовата константа е универсалната константа (R), която следва от закона за идеалния газ. Получава се от константата на Болцман и числото на Авогадро.
- Константата на Фарадей е количеството електрически заряд на мол електрони.
- Брауновото движение е произволно изместване на елементи, образувани поради удари с отделни молекули в течност.
Ако сте изправени пред промяна в количеството на дадено вещество, по-лесно е да използвате единица, различна от броя на молекулите. Молът служи като основна единица в международната система и пренася вещество, съдържащо същия брой атоми, както се съхраняват в 12 g въглерод-12. Това количество вещество се нарича число на Авогадро.
Той успя да установи връзка между масите на същия обем от различни газове (при условия на еднаква температура и налягане). Това насърчава връзката на техните молекулни маси
Числото на Авогадро представлява броя на молекулите в един грам кислород. Не забравяйте, че това е индикация за количествена характеристика на дадено вещество, а не независимо измерение на измерването. През 1811 г. Авогадро предполага, че обемът на газ може да бъде пропорционален на броя на атомите или молекулите и това няма да бъде повлияно от природата на газа (броят е универсален).
Нобеловата награда за физика е присъдена на Жан Перин през 1926 г. за неговото извеждане на константата на Авогадро. Значи числото на Авогадро е 6,02 x 10 23 mol -1.
Научна значимост
Константата на Авогадро играе ролята на важно звено в макро- и микроскопичните природни наблюдения. Това един вид полага мост за други физически константи и свойства. Например, той установява връзка между газовата константа (R) и константата на Болцман (k):
R = kN A = 8,314472 (15) J mol -1 K -1 .
А също и между константата на Фарадей (F) и елементарния заряд (e):
F = N A e = 96485.3383 (83) C mol -1 .
Изчисляване на константа
Определянето на числото влияе върху изчисляването на масата на атома, която се получава чрез разделяне на масата на мол газ на числото на Авогадро. През 1905 г. Алберт Айнщайн предлага да го изведе въз основа на величината на брауновото движение. Именно тази идея тества Жан Перин през 1908 г.
Доктор на физико-математическите науки Евгений Мейлихов
Въведение (съкратено) към книгата: Мейлихов Е. З. Числото на Авогадро. Как да видите атом. - Dolgoprudny: Издателство "Разузнаване", 2017 г.
Италианският учен Амедео Авогадро, съвременник на А. С. Пушкин, е първият, който разбира, че броят на атомите (молекулите) в един грам-атом (мол) на веществото е еднакъв за всички вещества. Познаването на това число отваря пътя за оценка на размерите на атомите (молекулите). По време на живота на Авогадро неговата хипотеза не получи необходимото признание.
Новата книга на Евгений Залманович Мейлихов, професор в MIPT, главен изследовател в Националния изследователски център Курчатов институт, е посветена на историята на числото на Авогадро.
Ако в резултат на някаква глобална катастрофа цялото натрупано знание бъде унищожено и само една фраза достигне до бъдещите поколения живи същества, тогава кое твърдение, съставено от най-малко думи, ще донесе най-много информация? Вярвам, че това е атомната хипотеза: ...всички тела се състоят от атоми - малки тела в непрекъснато движение.
Р. Файнман. Файнман чете лекции по физика
Числото на Авогадро (константа на Авогадро, константа на Авогадро) се определя като броя на атомите в 12 грама от чистия изотоп въглерод-12 (12 C). Обикновено се обозначава като N A, по-рядко L. Стойността на числото на Авогадро, препоръчана от CODATA (работна група по фундаментални константи) през 2015 г.: N A = 6,02214082(11)·10 23 mol -1. Един мол е количеството вещество, което съдържа N A структурни елементи (т.е. същия брой елементи, колкото има атоми, съдържащи се в 12 g 12 C), а структурните елементи обикновено са атоми, молекули, йони и т.н. дефиниция, единица за атомна маса (a.u. .m.) е равна на 1/12 от масата на атом от 12 C. Един мол (грам-мол) вещество има маса (моларна маса), която, когато се изрази в грамове е числено равна на молекулната маса на това вещество (изразена в единици за атомна маса). Например: 1 мол натрий има маса 22,9898 g и съдържа (приблизително) 6,02 10 23 атома, 1 мол калциев флуорид CaF 2 има маса (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g и съдържа (приблизително) 6 . 02·10 23 молекули.
В края на 2011 г. на XXIV Генерална конференция по мерки и теглилки беше единодушно прието предложение за дефиниране на мола в бъдещата версия на Международната система от единици (SI) по такъв начин, че да се избегне връзката му с определението от грам. Очаква се през 2018 г. бенката да се определя директно от числото на Авогадро, на което ще бъде присвоена точна (без грешка) стойност въз основа на резултатите от измерванията, препоръчани от CODATA. Междувременно числото на Авогадро не е приета стойност, а измерима стойност.
Тази константа е кръстена на известния италиански химик Амедео Авогадро (1776-1856), който, въпреки че самият той не знае това число, разбира, че това е много голяма стойност. В зората на развитието на атомната теория Авогадро излага хипотеза (1811 г.), според която при една и съща температура и налягане равни обеми идеални газове съдържат еднакъв брой молекули. По-късно беше доказано, че тази хипотеза е следствие от кинетичната теория на газовете и сега е известна като закон на Авогадро. Може да се формулира по следния начин: един мол от всеки газ при същата температура и налягане заема същия обем, при нормални условия равен на 22,41383 литра (нормалните условия съответстват на налягане P 0 = 1 atm и температура T 0 = 273,15 K). Това количество е известно като моларен обем на газ.
Първият опит да се намери броят на молекулите, заемащи даден обем, е направен през 1865 г. от J. Loschmidt. От неговите изчисления следва, че броят на молекулите на единица обем въздух е 1,8·10 18 cm -3, което, както се оказа, е около 15 пъти по-малко от правилната стойност. Осем години по-късно J. Maxwell дава много по-близка оценка до истината - 1,9·10 19 cm -3. Накрая, през 1908 г. Перин дава приемлива оценка: N A = 6,8·10 23 mol -1 числото на Авогадро, намерено от експерименти върху брауновото движение.
Оттогава са разработени голям брой независими методи за определяне на числото на Авогадро и по-точни измервания показват, че всъщност 1 cm 3 идеален газ при нормални условия съдържа (приблизително) 2,69 10 19 молекули. Това количество се нарича число на Лошмид (или константа). Съответства на числото на Авогадро N A ≈ 6,02·10 23.
Числото на Авогадро е една от важните физически константи, изиграла основна роля в развитието на естествените науки. Но дали това е „универсална (фундаментална) физическа константа“? Самият термин е недефиниран и обикновено се свързва с повече или по-малко подробна таблица с числени стойности на физическите константи, които трябва да се използват при решаването на проблеми. В това отношение фундаменталните физични константи често се считат за тези величини, които не са константи от природата и дължат съществуването си само на избрана система от единици (като магнитните и електрическите константи на вакуума) или конвенционални международни споразумения (като атомна единица за маса). Фундаменталните константи често включват много производни величини (например газовата константа R, класическият електронен радиус r e = e 2 /m e c 2 и т.н.) или, както в случая с моларния обем, стойността на някакъв физичен параметър, свързан със специфични експериментални условия, които са избрани само от съображения за удобство (налягане 1 atm и температура 273,15 K). От тази гледна точка числото на Авогадро е наистина фундаментална константа.
Тази книга е посветена на историята и развитието на методите за определяне на това число. Епосът продължава около 200 години и на различни етапи се свързва с различни физически модели и теории, много от които не са загубили своята актуалност и до днес. Най-ярките научни умове имаха пръст в тази история - просто назовете А. Авогадро, Дж. Лошмид, Дж. Максуел, Дж. Перин, А. Айнщайн, М. Смолуховски. Списъкът може да продължи...
Авторът трябва да признае, че идеята за книгата не принадлежи на него, а на Лев Федорович Соловейчик, негов съученик в Московския физико-технологичен институт, човек, който се занимава с приложни изследвания и разработки, но остава романтик физик по душа. Това е човек, който (един от малкото) продължава „дори в нашата жестока епоха“ да се бори за истинско „висше“ образование по физика в Русия, оценява и, доколкото е възможно, насърчава красотата и изяществото на физическите идеи . Известно е, че от сюжета, който А. С. Пушкин даде на Н. В. Гогол, възникна блестяща комедия. Разбира се, тук не е така, но може би и тази книга ще се стори полезна на някого.
Тази книга не е „научно-популярна“ работа, въпреки че може да изглежда така на пръв поглед. Той обсъжда сериозна физика на някакъв исторически фон, използва сериозна математика и обсъжда доста сложни научни модели. Всъщност книгата се състои от две (невинаги рязко разграничени) части, предназначени за различни читатели – на някои може да им е интересна от историческа и химическа гледна точка, а на други да се фокусира върху физико-математическата страна на проблема. Авторът е имал предвид любознателен читател - студент от Физическия или Химическия факултет, който не е чужд на математиката и е запален по историята на науката. Има ли такива студенти? Авторът не знае точния отговор на този въпрос, но въз основа на собствения си опит се надява, че има.
Информация за книгите на издателство „Интелект“ е на уебсайта www.id-intellect.ru
Количество веществоν е равно на отношението на броя на молекулите в дадено тяло към броя на атомите в 0,012 kg въглерод, т.е. броят на молекулите в 1 мол вещество.
ν = N / N A
където N е броят на молекулите в дадено тяло, N A е броят на молекулите в 1 мол от веществото, от което се състои тялото. N A е константата на Авогадро. Количеството вещество се измерва в молове. Константата на Авогадрое броят на молекулите или атомите в 1 мол вещество. Тази константа е кръстена на италианския химик и физик Амедео Авогадро(1776 – 1856). 1 мол от всяко вещество съдържа същия брой частици.
N A = 6,02 * 10 23 mol -1 Моларна масае масата на веществото, взето в количество от един мол:
μ = m 0 * N A
където m 0 е масата на молекулата. Моларната маса се изразява в килограми на мол (kg/mol = kg*mol -1). Моларната маса е свързана с относителната молекулна маса чрез:
μ = 10 -3 * M r [kg*mol -1]
Масата на всяко количество вещество m е равна на произведението на масата на една молекула m 0 от броя на молекулите:
m = m 0 N = m 0 N A ν = μν
Количеството на веществото е равно на съотношението на масата на веществото към неговата моларна маса:
ν = m/μ
Масата на една молекула от веществото може да се намери, ако са известни моларната маса и константата на Авогадро:
m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A
Идеален газ- математически модел на газ, в който се приема, че потенциалната енергия на взаимодействие на молекулите може да бъде пренебрегната в сравнение с тяхната кинетична енергия. Между молекулите няма сили на привличане или отблъскване, сблъсъците на частиците една с друга и със стените на съда са абсолютно еластични, а времето за взаимодействие между молекулите е незначително в сравнение със средното време между сблъсъци. В разширения модел на идеален газ, частиците, от които той се състои, също имат форма под формата на еластични сфери или елипсоиди, което позволява да се вземе предвид енергията не само на транслационно, но и на ротационно-колебателно движение, както и не само централни, но и нецентрални сблъсъци на частици и т.н. . )
