Mool on aine kogus, mis sisaldab sama arvu struktuurielemente, kui on aatomeid 12 g 12 C-s ja struktuurielementideks on tavaliselt aatomid, molekulid, ioonid jne. Aine 1 mooli mass, grammides väljendatuna on arvuliselt võrdne selle mooliga. mass. Seega on 1 mooli naatriumi mass 22,9898 g ja see sisaldab 6,02·10 23 aatomit; 1 mooli kaltsiumfluoriidi CaF 2 mass on (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g ja see sisaldab 6,02 10 23 molekuli, nagu ka 1 mooli süsiniktetrakloriidi CCl 4, mille mass on (12,011 + 4 3,8) 35,1453. g jne.
Avogadro seadus.
Aatomiteooria arengu koidikul (1811) esitas A. Avogadro hüpoteesi, mille kohaselt sisaldavad sama temperatuuri ja rõhu juures võrdsed mahud ideaalseid gaase sama arvu molekule. Hiljem näidati, et see hüpotees oli kineetilise teooria vajalik tagajärg ja seda tuntakse nüüd Avogadro seadusena. Seda saab formuleerida järgmiselt: üks mool mis tahes gaasi samal temperatuuril ja rõhul hõivab sama mahu, standardtemperatuuril ja -rõhul (0 °C, 1,01 × 10 5 Pa) võrdub 22,41383 liitriga. Seda suurust nimetatakse gaasi molaarmahuks.
Avogadro ise ei hinnanud molekulide arvu antud mahus, kuid ta mõistis, et see on väga suur väärtus. Esimese katse teatud ruumala hõivavate molekulide arvu leidmiseks tegi 1865. aastal J. Loschmidt; Leiti, et 1 cm 3 ideaalset gaasi normaalsetes (standardsetes) tingimustes sisaldab 2,68675 × 10 19 molekuli. Selle teadlase nime järel nimetati näidatud väärtust Loschmidti numbriks (või konstandiks). Sellest ajast alates on Avogadro arvu määramiseks välja töötatud suur hulk sõltumatuid meetodeid. Suurepärane kokkulepe saadud väärtuste vahel on veenev tõend molekulide tegelikust olemasolust.
Loschmidti meetod
pakub ainult ajaloolist huvi. See põhineb eeldusel, et veeldatud gaas koosneb tihedalt pakitud sfäärilistest molekulidest. Mõõtes antud gaasimahust moodustunud vedeliku mahtu ja teades ligikaudselt gaasimolekulide mahtu (seda mahtu saab esitada mõne gaasi omaduse, näiteks viskoossuse põhjal), sai Loschmidt hinnangu Avogadro arvu kohta. ~10 22.
Määramine elektroni laengu mõõtmise põhjal.
Elektrienergia koguse ühik, mida tuntakse Faraday numbrina F, on laeng, mida kannab üks elektronide mool, s.o. F = Ne, Kus e- elektronide laeng, N– elektronide arv ühes elektronmoolis (st Avogadro arv). Faraday arvu saab määrata, mõõtes 1 mooli hõbeda lahustamiseks või sadestamiseks vajalikku elektrienergiat. USA riikliku standardibüroo tehtud hoolikad mõõtmised andsid väärtuse F= 96490,0 C ja elektronide laeng erinevate meetoditega (eelkõige R. Millikani katsetes) mõõdetuna võrdub 1,602×10 –19 C. Siit leiate N. See meetod Avogadro arvu määramiseks näib olevat üks täpsemaid.
Perrini katsed.
Kineetilisele teooriale tuginedes saadi Avogadro arvu sisaldav avaldis, mis kirjeldab gaasi (näiteks õhu) tiheduse vähenemist selle gaasi samba kõrgusega. Kui suudaksime arvutada molekulide arvu 1 cm 3 gaasis kahel erineval kõrgusel, siis ülaltoodud avaldise abil leiaksime N. Kahjuks on seda võimatu teha, sest molekulid on nähtamatud. 1910. aastal näitas J. Perrin aga, et mainitud väljend kehtib ka mikroskoobis nähtavate kolloidosakeste suspensioonide kohta. Suspensioonikolonnis erinevatel kõrgustel paiknevate osakeste arvu lugemine andis Avogadro arvuks 6,82×10 23 . Teisest katseseeriast, milles mõõdeti kolloidosakeste Browni liikumise tagajärjel tekkivat ruutkeskmist nihet, sai Perrin väärtuse N= 6,86 × 10 23. Seejärel kordasid teised teadlased mõnda Perrini katset ja said väärtused, mis on praegu aktsepteeritud väärtustega hästi kooskõlas. Tuleb märkida, et Perrini katsed tähistasid pöördepunkti teadlaste suhtumises aine aatomiteooriasse – varem pidasid mõned teadlased seda hüpoteesiks. Tolle aja silmapaistev keemik W. Ostwald väljendas seda seisukohtade muutumist järgmiselt: „Browni liikumise vastavus kineetilise hüpoteesi nõuetele... sundis ka kõige pessimistlikumaid teadlasi rääkima aatomiteooria eksperimentaalsest tõestusest. .”
Arvutused Avogadro numbri abil.
Avogadro arvu abil saadi paljude ainete aatomite ja molekulide massi täpsed väärtused: naatrium, 3,819×10 –23 g (22,9898 g/6,02×10 23), süsiniktetrakloriid, 25,54×10 –23 g jne. . Samuti võib näidata, et 1 g naatriumi peaks sisaldama ligikaudu 3x1022 selle elemendi aatomit.
Vaata ka
Avogadro seadus
Aatomiteooria arenemise koidikul () esitas A. Avogadro hüpoteesi, mille kohaselt sisaldavad sama temperatuuri ja rõhu juures võrdsed kogused ideaalseid gaase sama arvu molekule. Hiljem näidati, et see hüpotees oli kineetilise teooria vajalik tagajärg ja seda tuntakse nüüd Avogadro seadusena. Selle võib formuleerida järgmiselt: üks mool mis tahes gaasi samal temperatuuril ja rõhul hõivab sama mahu, tavatingimustes võrdsed 22,41383 . Seda suurust nimetatakse gaasi molaarmahuks.
Avogadro ise ei hinnanud molekulide arvu antud mahus, kuid ta mõistis, et see on väga suur väärtus. Esimese katse leida antud ruumala hõivavate molekulide arvu tegi J. Loschmidt; leiti, et 1 cm³ ideaalset gaasi normaalsetes tingimustes sisaldab 2,68675·10 19 molekuli. Selle teadlase nime järel nimetati näidatud väärtust Loschmidti numbriks (või konstandiks). Sellest ajast alates on Avogadro arvu määramiseks välja töötatud suur hulk sõltumatuid meetodeid. Suurepärane kokkulepe saadud väärtuste vahel on veenev tõend molekulide tegelikust olemasolust.
Konstantide vaheline seos
- Boltzmanni konstandi, universaalse gaasikonstandi korrutise kaudu R=kN A.
- Faraday konstanti väljendatakse elementaarelektrilaengu ja Avogadro arvu korrutisega, F=eN A.
Vaata ka
Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.
Vaadake, mis on "Avogadro konstant" teistes sõnaraamatutes:
Avogadro konstant- Avogadro konstanta statusas T valdkond Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) Grafinis formaadis atitikmenys: engl. Avogadro pidev vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadro pidev... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Avogadro konstant- Avogadro konstanta statusas T ala fizika vastavusmenys: engl. Avogadro konstant; Avogadro number vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadro konstant, f; Avogadro number, n pranc. konstante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas
Avogadro konstant- Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas(ai) MS Wordi vormingud: engl. Avogadro pidev vok. Avogadro Constante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadro konstant, f; pidev...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
- (Avogadro number) (NA), molekulide või aatomite arv aine 1 moolis; NA=6,022?1023 mol 1. Nimetatud A. Avogadro järgi... Kaasaegne entsüklopeedia
Avogadro konstant- (Avogadro number) (NA), molekulide või aatomite arv aine 1 moolis; NA=6,022´1023 mol 1. Nimetatud A. Avogadro järgi. ... Illustreeritud entsüklopeediline sõnaraamat
Avogadro Amedeo (9.8.1776, Torino, ‒ 9.7.1856, ibid.), itaalia füüsik ja keemik. Ta sai õigusteaduse kraadi, seejärel õppis füüsikat ja matemaatikat. Korrespondentliige (1804), tavaline akadeemik (1819) ja seejärel osakonna direktor... ...
- (Avogadro) Amedeo (9.8.1776, Torino, 9.7.1856, ibid.), itaalia füüsik ja keemik. Ta sai õigusteaduse kraadi, seejärel õppis füüsikat ja matemaatikat. Korrespondentliige (1804), tavaline akadeemik (1819) ja seejärel füüsikaosakonna direktor... ... Suur Nõukogude entsüklopeedia
Peenstruktuurikonstant, mida tavaliselt tähistatakse kui, on põhiline füüsikaline konstant, mis iseloomustab elektromagnetilise interaktsiooni tugevust. Selle võttis 1916. aastal kasutusele saksa füüsik Arnold Sommerfeld mõõdupuuna... ... Wikipedia
- (Avogadro number), struktuurielementide (aatomid, molekulid, ioonid või muud) arv ühikutes. arv va in va (ühes muulis). Nimetatud A. Avogadro auks, määratud NA-ks. A.p on üks põhilisi füüsikalisi konstante, mis on oluline kordsuse määramiseks ... Füüsiline entsüklopeedia
PIDEV- kogus, millel on selle kasutuspiirkonnas püsiv väärtus; (1) P. Avogadro on sama mis Avogadro (vt); (2) P. Boltzmann, universaalne termodünaamiline suurus, mis ühendab elementaarosakese energia selle temperatuuriga; tähistatud k-ga,…… Suur polütehniline entsüklopeedia
Raamatud
- Füüsikaliste konstantide elulood. Põnevad lood universaalsetest füüsikalistest konstantidest. 46. väljaanne
- Füüsikaliste konstantide elulood. Põnevad lood universaalsetest füüsikalistest konstantidest, O. P. Spiridonov. See raamat on pühendatud universaalsete füüsikaliste konstantide käsitlemisele ja nende olulisele rollile füüsika arengus. Raamatu eesmärk on jutustada populaarses vormis füüsikaajalukku ilmumisest...
> Avogadro number
Uurige välja, mis on võrdne Avogadro number mutides. Uurige molekulide ainekoguse ja Avogadro arvu, Browni liikumise, gaasikonstandi ja Faraday suhet.
Molekulide arvu moolis nimetatakse Avogadro arvuks, mis on 6,02 x 10 23 mol -1.
Õppeeesmärk
- Mõista seost Avogadro numbri ja muttide vahel.
Põhipunktid
- Avogadro tegi ettepaneku, et võrdse rõhu ja temperatuuri korral sisaldavad võrdsed gaasimahud sama arvu molekule.
- Avogadro konstant on oluline tegur, kuna see ühendab teisi füüsikalisi konstante ja omadusi.
- Albert Einstein uskus, et selle arvu saab tuletada Browni liikumise suurustest. Seda mõõtis esmakordselt 1908. aastal Jean Perrin.
Tingimused
- Gaasikonstant on universaalne konstant (R), mis tuleneb ideaalse gaasi seadusest. See saadakse Boltzmanni konstandist ja Avogadro numbrist.
- Faraday konstant on elektrilaengu hulk elektronide mooli kohta.
- Browni liikumine on elementide juhuslik nihkumine, mis on tekkinud kokkupuutel vedeliku üksikute molekulidega.
Kui seisate silmitsi aine koguse muutumisega, on lihtsam kasutada mõnda muud ühikut kui molekulide arv. Mool toimib rahvusvahelises süsteemis põhiühikuna ja edastab ainet, mis sisaldab sama arvu aatomeid kui 12 g süsinik-12. Seda ainekogust nimetatakse Avogadro numbriks.
Tal õnnestus luua seos sama mahu erinevate gaaside masside vahel (sama temperatuuri ja rõhu tingimustes). See soodustab nende molekulmasside seost
Avogadro arv tähistab molekulide arvu ühes grammis hapnikus. Pidage meeles, et see näitab aine kvantitatiivset omadust, mitte sõltumatut mõõtmistimensiooni. 1811. aastal arvas Avogadro, et gaasi maht võib olla võrdeline aatomite või molekulide arvuga ja seda ei mõjuta gaasi olemus (arv on universaalne).
Nobeli füüsikaauhinna pälvis 1926. aastal Jean Perinne Avogadro konstandi tuletamise eest. Seega on Avogadro arv 6,02 x 10 23 mol -1.
Teaduslik tähtsus
Avogadro konstant mängib makro- ja mikroskoopilistes loodusvaatlustes olulise lüli rolli. See loob justkui silla teistele füüsikalistele konstantidele ja omadustele. Näiteks loob see ühenduse gaasikonstandi (R) ja Boltzmanni konstandi (k) vahel:
R = kNA = 8,314472 (15) J mol-1 K-1.
Ja ka Faraday konstandi (F) ja elementaarlaengu (e) vahel:
F = N Ae = 96485,3383 (83) C mol-1.
Konstandi arvutamine
Arvu määramine mõjutab aatomi massi arvutamist, mis saadakse gaasimooli massi jagamisel Avogadro arvuga. 1905. aastal tegi Albert Einstein ettepaneku tuletada see Browni liikumise suuruse põhjal. Just seda ideed katsetas Jean Perrin 1908. aastal.
Füüsikaliste ja matemaatikateaduste doktor Jevgeni Meilikhov
Sissejuhatus (lühendatult) raamatule: Meilikhov E. Z. Avogadro number. Kuidas aatomit näha. - Dolgoprudny: kirjastus "Intelligence", 2017.
Itaalia teadlane A. S. Puškini kaasaegne Amedeo Avogadro sai esimesena aru, et aatomite (molekulide) arv aine ühes grammaatomis (moolis) on kõigi ainete puhul sama. Selle arvu teadmine avab võimaluse aatomite (molekulide) suuruse hindamiseks. Avogadro eluajal ei leidnud tema hüpotees nõuetekohast tunnustust.
MIPT professori, riikliku uurimiskeskuse Kurtšatovi instituudi juhtivteadur Jevgeni Zalmanovitš Meilikhovi uus raamat on pühendatud Avogadro numbri ajaloole.
Kui mingi globaalse katastroofi tagajärjel häviks kogu kogunenud teadmine ja tulevaste elusolendite põlvkondadeni jõuaks vaid üks fraas, siis milline kõige vähematest sõnadest koosnev väide tooks kõige rohkem informatsiooni? Usun, et see on aatomihüpotees: ...kõik kehad koosnevad aatomitest – väikestest pidevas liikumises olevatest kehadest.
R. Feynman. Feynman loeb füüsikast
Avogadro arv (Avogadro konstant, Avogadro konstant) on defineeritud kui aatomite arv 12 grammis puhtas isotoobis süsinik-12 (12 C). Tavaliselt tähistatakse seda kui N A, harvemini L. CODATA (põhikonstantide töörühm) soovitatud Avogadro arvu väärtus 2015. aastal: N A = 6,02214082(11)·10 23 mol -1. Mool on aine kogus, mis sisaldab N A struktuurielemente (st sama palju elemente, kui palju aatomeid sisaldab 12 g 12 C) ja struktuurielementideks on tavaliselt aatomid, molekulid, ioonid jne. definitsiooni kohaselt on aatommassi ühik (a.u. .m.) võrdne 1/12 12 C aatomi massist. Aine ühel moolil (gramm-mol) on mass (moolmass), mis väljendatuna grammides on arvuliselt võrdne selle aine molekulmassiga (väljendatud aatommassi ühikutes). Näiteks: 1 mooli naatriumi mass on 22,9898 g ja see sisaldab (ligikaudu) 6,02 10 23 aatomit, 1 mooli kaltsiumfluoriidi CaF 2 mass on (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g ja see sisaldab (ligikaudu) 02·10 23 molekuli.
2011. aasta lõpus võeti XXIV kaalude ja mõõtude üldkonverentsil ühehäälselt vastu ettepanek määratleda rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi (SI) tulevases versioonis mool selliselt, et vältida selle seost määratlusega. grammi kohta. Eeldatavasti määratakse 2018. aastal mutt otse Avogadro numbri järgi, millele määratakse CODATA soovitatud mõõtmistulemuste põhjal täpne (vigadeta) väärtus. Vahepeal ei ole Avogadro number aktsepteeritud väärtus, vaid mõõdetav väärtus.
See konstant on oma nime saanud kuulsa itaalia keemiku Amedeo Avogadro (1776-1856) järgi, kes kuigi ta ise seda numbrit ei teadnud, sai aru, et tegemist on väga suure väärtusega. Aatomiteooria arenemise koidikul esitas Avogadro hüpoteesi (1811), mille kohaselt sisaldavad sama temperatuuri ja rõhu juures võrdsed mahud ideaalseid gaase sama arvu molekule. Hiljem näidati, et see hüpotees on gaaside kineetilise teooria tagajärg ja on nüüd tuntud Avogadro seadusena. Selle võib formuleerida järgmiselt: üks mool mis tahes gaasi samal temperatuuril ja rõhul hõivab sama ruumala, tavatingimustes võrdub 22,41383 liitriga (normaalsed tingimused vastavad rõhule P 0 = 1 atm ja temperatuurile T 0 = 273,15 K). Seda suurust nimetatakse gaasi molaarmahuks.
Esimese katse teatud ruumala hõivavate molekulide arvu leidmiseks tegi 1865. aastal J. Loschmidt. Tema arvutustest järeldub, et molekulide arv õhu ruumalaühiku kohta on 1,8·10 18 cm -3, mis, nagu selgus, on umbes 15 korda väiksem õigest väärtusest. Kaheksa aastat hiljem andis J. Maxwell tõele palju lähedasema hinnangu – 1,9·10 19 cm -3. Lõpuks andis Perrin 1908. aastal vastuvõetava hinnangu: N A = 6,8·10 23 mol -1 Avogadro arv, mis leiti Browni liikumise katsetest.
Sellest ajast alates on välja töötatud suur hulk sõltumatuid meetodeid Avogadro arvu määramiseks ja täpsemad mõõtmised on näidanud, et tegelikult sisaldab 1 cm 3 normaalsetes tingimustes ideaalset gaasi (ligikaudu) 2,69 10 19 molekuli. Seda suurust nimetatakse Loschmidti arvuks (või konstandiks). See vastab Avogadro arvule N A ≈ 6,02·10 23.
Avogadro arv on üks olulisi füüsikalisi konstante, mis mängis loodusteaduste arengus suurt rolli. Kuid kas see on "universaalne (fundamentaalne) füüsiline konstant"? Mõiste ise on määratlemata ja seda seostatakse tavaliselt enam-vähem üksikasjaliku füüsikaliste konstantide arvväärtuste tabeliga, mida tuleks probleemide lahendamisel kasutada. Sellega seoses peetakse füüsikalisteks põhikonstantideks sageli neid suurusi, mis ei ole looduse konstandid ja võlgnevad nende olemasolu ainult valitud ühikute süsteemile (nagu vaakumi magnet- ja elektrikonstandid) või tavapärastele rahvusvahelistele kokkulepetele (nt aatommassi ühik). Põhikonstandid sisaldavad sageli paljusid tuletatud suurusi (näiteks gaasikonstant R, klassikaline elektronraadius r e = e 2 /m e c 2 jne) või, nagu molaarmahu puhul, mõne konkreetsega seotud füüsikalise parameetri väärtust. katsetingimused, mis valiti ainult mugavuse huvides (rõhk 1 atm ja temperatuur 273,15 K). Sellest vaatenurgast on Avogadro arv tõeliselt fundamentaalne konstant.
See raamat on pühendatud selle arvu määramise meetodite ajaloole ja arengule. Eepos kestis umbes 200 aastat ja oli erinevatel etappidel seotud erinevate füüsiliste mudelite ja teooriatega, millest paljud pole oma tähtsust tänaseni kaotanud. Selles loos oli oma käsi ka helgeimatel teadlastel – nimetage lihtsalt A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchowski. Nimekirja võiks jätkata...
Autor peab tunnistama, et raamatu idee ei kuulunud talle, vaid tema kursusekaaslasele Moskva Füüsika- ja Tehnoloogiainstituudis Lev Fedorovitš Soloveitšikile, mehele, kes tegeles rakendusuuringute ja arendustegevusega, kuid jäi romantikuks. hingelt füüsik. See on inimene, kes (üks vähestest) jätkab “ka meie julmal ajastul” võitlust tõelise “kõrgema” füüsikahariduse eest Venemaal, hindab ja oma võimaluste piires propageerib füüsiliste ideede ilu ja graatsiat. . On teada, et süžeest, mille A. S. Puškin andis N. V. Gogolile, tekkis geniaalne komöödia. Siin see muidugi nii ei ole, aga ehk tundub see raamat kellelegi ka kasulikuna.
See raamat ei ole "populaarteaduslik" teos, kuigi esmapilgul võib see nii tunduda. Selles käsitletakse tõsist füüsikat mingil ajaloolisel taustal, kasutatakse tõsist matemaatikat ja käsitletakse üsna keerulisi teaduslikke mudeleid. Tegelikult koosneb raamat kahest (mitte alati teravalt piiritletud) osast, mis on mõeldud erinevatele lugejatele – mõnele võib see olla huvitav ajaloolisest ja keemilisest aspektist, teised aga keskenduvad probleemi füüsikalisele ja matemaatilisele poolele. Autor pidas silmas uudishimulikku lugejat – füüsika- või keemiateaduskonna tudengit, kellele ei ole võõras matemaatika ja kes tunneb huvi teaduse ajaloo vastu. Kas selliseid õpilasi on? Täpset vastust autor sellele küsimusele ei tea, kuid oma kogemusele tuginedes loodab ta, et on.
Info kirjastuse Intellect raamatute kohta on veebilehel www.id-intellect.ru
Aine kogusν on võrdne antud kehas olevate molekulide arvu ja aatomite arvu suhtega 0,012 kg süsinikus, see tähendab molekulide arvuga aine 1 moolis.
ν = N / N A
kus N on molekulide arv antud kehas, N A on molekulide arv ühes moolis ainest, millest keha koosneb. N A on Avogadro konstant. Aine kogust mõõdetakse moolides. Avogadro konstant on molekulide või aatomite arv aine 1 moolis. See konstant sai nime Itaalia keemiku ja füüsiku järgi Amedeo Avogadro(1776 – 1856). 1 mool mis tahes ainet sisaldab sama palju osakesi.
N A = 6,02 * 10 23 mol-1 Molaarmass on ühe mooli koguses võetud aine mass:
μ = m 0 * N A
kus m 0 on molekuli mass. Molaarmassi väljendatakse kilogrammides mooli kohta (kg/mol = kg*mol -1). Molaarmass on seotud suhtelise molekulmassiga:
μ = 10 -3 * M r [kg * mol -1 ]
Aine mis tahes koguse m mass võrdub ühe molekuli massi m 0 korrutisega molekulide arvuga:
m = m 0 N = m 0 N A ν = μν
Aine kogus võrdub aine massi ja selle molaarmassi suhtega:
ν = m/μ
Aine ühe molekuli massi saab leida, kui on teada molaarmass ja Avogadro konstant:
m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A
Ideaalne gaas- gaasi matemaatiline mudel, milles eeldatakse, et molekulide potentsiaalse interaktsioonienergia võib nende kineetilise energiaga võrreldes tähelepanuta jätta. Molekulide vahel puuduvad tõmbe- ega tõukejõud, osakeste kokkupõrked omavahel ja anuma seintega on absoluutselt elastsed ning molekulide interaktsiooniaeg on tühine võrreldes keskmise kokkupõrgetevahelise ajaga. Ideaalse gaasi laiendatud mudelis, mille osakesed see koosneb, on ka elastsete sfääride või ellipsoidide kujul, mis võimaldab arvestada mitte ainult translatsiooni, vaid ka pöörlemis-võnkuva liikumise energiaga, samuti mitte ainult tsentraalsed, vaid ka mittetsentraalsed osakeste kokkupõrked jne. )
