Mol - mängden av ett ämne som innehåller lika många strukturella element som det finns atomer i 12 g 12 C, och strukturelementen är vanligtvis atomer, molekyler, joner etc. Massan av 1 mol av ett ämne, uttryckt i gram, är numeriskt lika med dess mol. massa. Så, 1 mol natrium har en massa på 22,9898 g och innehåller 6,02 10 23 atomer; 1 mol kalciumfluorid CaF 2 har en massa på (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g och innehåller 6,02 10 23 molekyler, som 1 mol koltetraklorid CCl 4 , vars massa är (12,011 + 4 53) = 321,53 g = 321,53 etc.
Avogadros lag.
I början av atomteorins utveckling (1811) lade A. Avogadro fram en hypotes enligt vilken, vid samma temperatur och tryck, lika volymer av ideala gaser innehåller samma antal molekyler. Denna hypotes visades senare vara en nödvändig konsekvens av den kinetiska teorin, och är nu känd som Avogadros lag. Det kan formuleras enligt följande: en mol av vilken gas som helst vid samma temperatur och tryck upptar samma volym, vid standardtemperatur och tryck (0 ° C, 1,01×10 5 Pa) lika med 22,41383 liter. Denna kvantitet är känd som gasens molära volym.
Avogadro själv gjorde inga uppskattningar av antalet molekyler i en given volym, men han förstod att detta var en mycket stor mängd. Det första försöket att hitta antalet molekyler som upptar en given volym gjordes 1865 av J. Loschmidt; det visade sig att 1 cm 3 av en idealisk gas under normala (standard) förhållanden innehåller 2,68675 x 10 19 molekyler. Med namnet på denna forskare kallades det angivna värdet Loschmidt-talet (eller konstanten). Sedan dess har ett stort antal oberoende metoder för att bestämma Avogadro-talet utvecklats. Den utmärkta överensstämmelsen mellan de erhållna värdena är ett övertygande bevis på den verkliga existensen av molekyler.
Loschmidts metod
är endast av historiskt intresse. Den bygger på antagandet att flytande gas består av tätt packade sfäriska molekyler. Genom att mäta volymen vätska som bildades från en given volym gas, och veta ungefär volymen av gasmolekyler (denna volym kan representeras baserat på vissa egenskaper hos gasen, såsom viskositet), fick Loschmidt en uppskattning av Avogadro nummer ~10 22 .
Definition baserad på mätning av laddningen av en elektron.
Enheten för mängd elektricitet som kallas Faraday-talet F, är laddningen som bärs av en mol elektroner, dvs. F = Ne, Var eär laddningen av en elektron, N- antalet elektroner i 1 mol elektroner (dvs Avogadros antal). Faraday-talet kan bestämmas genom att mäta mängden elektricitet som krävs för att lösa upp eller fälla ut 1 mol silver. Noggranna mätningar gjorda av US National Bureau of Standards gav värdet F\u003d 96490,0 C, och elektronladdningen mätt med olika metoder (särskilt i experimenten av R. Milliken) är 1,602 × 10 -19 C. Härifrån kan du hitta N. Denna metod för att bestämma Avogadro-talet verkar vara en av de mest exakta.
Perrins experiment.
Baserat på den kinetiska teorin erhölls ett uttryck som involverar Avogadro-talet som beskriver minskningen av densiteten hos en gas (till exempel luft) med höjden på kolonnen för denna gas. Om vi kunde beräkna antalet molekyler i 1 cm 3 gas på två olika höjder, så skulle vi, med hjälp av det angivna uttrycket, kunna hitta N. Tyvärr kan detta inte göras, eftersom molekylerna är osynliga. Men 1910 visade J. Perrin att ovanstående uttryck även gäller för suspensioner av kolloidala partiklar, som är synliga under ett mikroskop. Att räkna antalet partiklar på olika höjder i suspensionskolonnen gav ett Avogadro-tal på 6,82 x 1023. Från en annan serie experiment där rot-medelkvadratförskjutningen av kolloidala partiklar som ett resultat av deras Brownska rörelse mättes, fick Perrin värdet N\u003d 6,86 × 10 23. Därefter upprepade andra forskare några av Perrins experiment och fick värden som stämmer väl överens med de som för närvarande accepteras. Det bör noteras att Perrins experiment blev en vändpunkt i forskarnas inställning till atomteorin om materia - tidigare ansåg vissa forskare det som en hypotes. W. Ostwald, en framstående kemist på den tiden, uttryckte denna förändring i sina åsikter på följande sätt: "Motsvaret mellan den brownska rörelsen och kraven i den kinetiska hypotesen ... tvingade även de mest pessimistiska vetenskapsmännen att tala om den experimentella bevis för atomteorin."
Beräkningar med Avogadro-numret.
Med hjälp av Avogadro-talet erhölls de exakta massorna av atomer och molekyler av många ämnen: natrium, 3,819×10 -23 g (22,9898 g / 6,02×10 23), koltetraklorid, 25,54×10 -23 g, etc. . Det kan också visas att 1 g natrium bör innehålla ungefär 3×10 22 atomer av detta grundämne.
se även
Avogadros lag
Vid gryningen av utvecklingen av atomteorin (), lade A. Avogadro fram en hypotes enligt vilken, vid samma temperatur och tryck, lika volymer av ideala gaser innehåller samma antal molekyler. Denna hypotes visades senare vara en nödvändig konsekvens av den kinetiska teorin, och är nu känd som Avogadros lag. Den kan formuleras enligt följande: en mol av vilken gas som helst vid samma temperatur och tryck upptar samma volym, under normala förhållanden lika med 22,41383 . Denna kvantitet är känd som gasens molära volym.
Avogadro själv gjorde inga uppskattningar av antalet molekyler i en given volym, men han förstod att detta var en mycket stor mängd. Det första försöket att hitta antalet molekyler som upptar en given volym gjordes av J. Loschmidt; det visade sig att 1 cm³ av en idealisk gas under normala förhållanden innehåller 2,68675 10 19 molekyler. Med namnet på denna vetenskapsman kallades det angivna värdet Loschmidt-talet (eller konstanten). Sedan dess har ett stort antal oberoende metoder för att bestämma Avogadro-talet utvecklats. Den utmärkta överensstämmelsen mellan de erhållna värdena är ett övertygande bevis på den verkliga existensen av molekyler.
Samband mellan konstanter
- Genom produkten av Boltzmann-konstanten, den universella gaskonstanten, R=kN A.
- Genom produkten av en elementär elektrisk laddning och Avogadro-talet uttrycks Faraday-konstanten, F=sv A.
se även
Wikimedia Foundation. 2010 .
Se vad "Avogadro-konstanten" är i andra ordböcker:
Avogadros konstant- Avogadro konstanta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas(ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. Avogadro konstant vok. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadros konstanta... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas
Avogadros konstant- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. Avogadros konstant; Avogadros nummer vok. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadros konstant, f; Avogadros nummer, n pranc. constante d'Avogadro, f; nombre… … Fizikos terminų žodynas
Avogadros konstant- Avogadro konstanta statusas T sritis Energetika apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas(ai) MS Word formatas atitikmenys: engl. Avogadros ständiga vok. Avogadro Konstante, f; Avogadrosche Konstante, f rus. Avogadros konstant, f; konstant... ... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
- (Avogadro-tal) (NA), antalet molekyler eller atomer i 1 mol av ett ämne; NA \u003d 6,022? 1023 mol 1. Uppkallad efter A. Avogadro ... Modern Encyclopedia
Avogadro konstant- (Avogadro-tal) (NA), antalet molekyler eller atomer i 1 mol av ett ämne; NA=6.022´1023 mol 1. Uppkallad efter A. Avogadro. … Illustrerad encyklopedisk ordbok
Avogadro Amedeo (1776-09-08, ‒ 1856-09-07, ibid.), italiensk fysiker och kemist. Han tog en juristexamen och studerade sedan fysik och matematik. Motsvarande ledamot (1804), ordinarie akademiker (1819), och sedan direktör för avdelningen ... ...
- (Avogadro) Amedeo (1776-09-08, Turin, 1856-09-07, ibid.), italiensk fysiker och kemist. Han tog en juristexamen och studerade sedan fysik och matematik. Motsvarande ledamot (1804), ordinarie akademiker (1819), och sedan direktör för fysikavdelningen ... ... Stora sovjetiska encyklopedien
Finstrukturkonstanten, vanligtvis betecknad som, är en fundamental fysisk konstant som kännetecknar styrkan hos den elektromagnetiska interaktionen. Den introducerades 1916 av den tyske fysikern Arnold Sommerfeld som en åtgärd ... ... Wikipedia
- (Avogadros tal), antalet strukturella element (atomer, molekyler, joner eller andra h c) i enheter. räkna va till va (i en mol). Uppkallad efter A. Avogadro, betecknad NA. A. p. en av de fundamentala fysiska konstanterna, nödvändig för att bestämma många ... Fysisk uppslagsverk
KONSTANT- ett värde som har ett konstant värde inom området för dess användning; (1) P. Avogadro är detsamma som Avogadro (se); (2) P. Boltzmann är en universell termodynamisk storhet som förbinder en elementarpartikels energi med dess temperatur; betecknas med k, … … Great Polytechnic Encyclopedia
Böcker
- Biografier om fysiska konstanter. Fascinerande berättelser om universella fysiska konstanter. Nummer 46
- Biografier om fysiska konstanter. Fascinerande berättelser om universella fysiska konstanter, O. P. Spiridonov. Denna bok ägnas åt övervägandet av universella fysiska konstanter och deras viktiga roll i utvecklingen av fysiken. Bokens uppgift är att i populär form berätta om utseendet i fysikens historia ...
> Avogadros nummer
Ta reda på vad som är Avogadros nummer i böner. Studera förhållandet mellan mängden substans i molekyler och Avogadro-talet, Brownsk rörelse, gaskonstanten och Faraday.
Antalet molekyler i en mol kallas Avogadro-talet, vilket är 6,02 x 10 23 mol -1.
Lärande uppgift
- Förstå sambandet mellan Avogadros antal och mol.
Nyckelord
- Avogadro föreslog att i fallet med enhetligt tryck och temperatur innehåller lika gasvolymer samma antal molekyler.
- Avogadro-konstanten är en viktig faktor, eftersom den kopplar samman andra fysiska konstanter och egenskaper.
- Albert Einstein trodde att detta tal kunde härledas från mängderna av Brownsk rörelse. Den mättes första gången 1908 av Jean Perrin.
Villkor
- Gaskonstanten är den universella konstanten (R) som härrör från den ideala gaslagen. Det extraheras från Boltzmann-konstanten och Avogadro-talet.
- Faradays konstant är mängden elektrisk laddning per mol elektroner.
- Brownsk rörelse är den slumpmässiga förskjutningen av element som bildas på grund av stötar med enskilda molekyler i en vätska.
Om du ställs inför en förändring i mängden av ett ämne, så är det lättare att använda en annan enhet än antalet molekyler. Mullvaden är den grundläggande enheten i det internationella systemet och förmedlar ett ämne som innehåller lika många atomer som lagras i 12 g kol-12. Denna mängd ämne kallas Avogadros nummer.
Han lyckades etablera ett förhållande mellan massorna av samma volym av olika gaser (under förhållanden med samma temperatur och tryck). Detta bidrar till förhållandet mellan deras molekylvikter
Avogadro-talet förmedlar antalet molekyler i ett gram syre. Glöm inte att detta är en indikation på den kvantitativa egenskapen hos ett ämne, och inte en oberoende mätstorlek. År 1811 gissade Avogadro att volymen av en gas kan vara proportionell mot antalet atomer eller molekyler, och detta kommer inte att påverkas av gasens natur (talet är universellt).
Jean Perinne vann Nobelpriset i fysik 1926 för att ha härlett Avogadros konstant. Så Avogadros tal är 6,02 x 10 23 mol -1.
vetenskaplig betydelse
Avogadro-konstanten spelar rollen som en viktig länk i makro- och mikroskopiska naturliga observationer. Det bygger liksom en bro för andra fysiska konstanter och egenskaper. Fastställer till exempel ett samband mellan gaskonstanten (R) och Boltzmann (k):
R = kNA = 8,314472 (15) J mol-1 K-1.
Och även mellan Faraday-konstanten (F) och den elementära laddningen (e):
F = N Ae = 96485,3383 (83) Cmol-1.
Konstant beräkning
Definitionen av talet påverkar beräkningen av en atoms massa, som erhålls genom att dividera massan av en mol gas med Avogadros tal. 1905 föreslog Albert Einstein att man skulle härleda det baserat på storleken på Browns rörelse. Det var denna idé som Jean Perrin testade 1908.
Doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper Evgeny Meilikhov
Introduktion (förkortad) till boken: Meilikhov EZ Avogadros nummer. Hur man ser en atom. - Dolgoprudny: Publishing House "Intellect", 2017.
Den italienske vetenskapsmannen Amedeo Avogadro, en samtida med A. S. Pushkin, var den första som förstod att antalet atomer (molekyler) i en gram-atom (mol) av ett ämne är detsamma för alla ämnen. Kunskap om detta antal öppnar vägen för att uppskatta storleken på atomer (molekyler). Under Avogadros liv fick hans hypotes inte vederbörligt erkännande.
Avogadro-numrets historia är föremål för en ny bok av Evgeny Zalmanovich Meilikhov, professor vid Moskvainstitutet för fysik och teknik, chefsforskare vid Kurchatov-institutet.
Om, som ett resultat av någon världskatastrof, all ackumulerad kunskap skulle förstöras och bara en fras skulle komma till framtida generationer av levande varelser, vilket uttalande, sammansatt av det minsta antalet ord, skulle då ge mest information? Jag tror att detta är atomhypotesen: ... alla kroppar är sammansatta av atomer – små kroppar som är i konstant rörelse.
R. Feynman. Feynman föreläser om fysik
Avogadrotalet (Avogadros konstant, Avogadros konstant) definieras som antalet atomer i 12 gram av den rena isotopen kol-12 (12 C). Det betecknas vanligtvis som N A, mer sällan L. Värdet på Avogadro-talet som rekommenderas av CODATA (arbetsgruppen för fundamentala konstanter) 2015: N A = 6,02214082(11) 10 23 mol -1. En mol är mängden av ett ämne som innehåller N A strukturella element (det vill säga lika många grundämnen som det finns atomer i 12 g 12 C), och strukturelementen är vanligtvis atomer, molekyler, joner etc. Per definition är atomen massenhet (a.e. .m) är lika med 1/12 av massan av en 12 C-atom. En mol (gram-mol) av ett ämne har en massa (molar massa), som, uttryckt i gram, är numeriskt lika till molekylvikten för detta ämne (uttryckt i atommassaenheter). Till exempel: 1 mol natrium har en massa på 22,9898 g och innehåller (ungefär) 6,02 10 23 atomer, 1 mol kalciumfluorid CaF 2 har en massa på (40,08 + 2 18,998) = 78,076 g och innehåller (ca.) 02 10 23 molekyler.
I slutet av 2011, vid den XXIV allmänna konferensen om vikter och mått, antogs enhälligt ett förslag om att definiera mullvad i en framtida version av International System of Units (SI) på ett sådant sätt att dess koppling till definitionen undviks. av grammet. Det antas att mullvad 2018 kommer att bestämmas direkt av Avogadro-numret, som kommer att tilldelas ett exakt (utan fel) värde baserat på mätresultaten som rekommenderas av CODATA. Än så länge är Avogadro-talet inte accepterat per definition, utan ett uppmätt värde.
Denna konstant är uppkallad efter den berömda italienska kemisten Amedeo Avogadro (1776-1856), som, även om han själv inte kände till detta tal, förstod att det var ett mycket stort värde. Vid gryningen av utvecklingen av atomteorin lade Avogadro fram en hypotes (1811), enligt vilken, vid samma temperatur och tryck, lika volymer av ideala gaser innehåller samma antal molekyler. Denna hypotes visades senare vara en konsekvens av den kinetiska teorin om gaser, och är nu känd som Avogadros lag. Det kan formuleras enligt följande: en mol av vilken gas som helst vid samma temperatur och tryck upptar samma volym, under normala förhållanden lika med 22,41383 liter (normala förhållanden motsvarar tryck P 0 \u003d 1 atm och temperatur T 0 \u003d 273,15 K ). Denna kvantitet är känd som gasens molära volym.
Det första försöket att hitta antalet molekyler som upptar en given volym gjordes 1865 av J. Loschmidt. Av hans beräkningar följde att antalet molekyler per volymenhet luft är 1,8·10 18 cm -3, vilket, som det visade sig, är ungefär 15 gånger mindre än det korrekta värdet. Åtta år senare gav J. Maxwell en mycket närmare uppskattning av sanningen - 1,9·10 19 cm -3. Slutligen, 1908, ger Perrin en redan acceptabel uppskattning: N A = 6,8·10 23 mol -1 Avogadros tal, hittat från experiment på Brownsk rörelse.
Sedan dess har ett stort antal oberoende metoder utvecklats för att bestämma Avogadro-talet, och mer exakta mätningar har visat att det i verkligheten finns (ungefär) 2,69 x 10 19 molekyler i 1 cm 3 av en idealgas under normala förhållanden. Denna kvantitet kallas Loschmidt-talet (eller konstanten). Det motsvarar Avogadro-talet NA ≈ 6,02·10 23 .
Avogadros nummer är en av de viktiga fysiska konstanterna som spelade en viktig roll i utvecklingen av naturvetenskaperna. Men är det en "universell (fundamental) fysisk konstant"? Termen i sig är inte definierad och förknippas vanligtvis med en mer eller mindre detaljerad tabell över de numeriska värdena för fysiska konstanter som bör användas för att lösa problem. I detta avseende betraktas de grundläggande fysiska konstanterna ofta som de kvantiteter som inte är naturkonstanter och som endast beror på det valda systemet av enheter (som till exempel magnetiska och elektriska vakuumkonstanter) eller villkorade internationella överenskommelser (t.ex. till exempel atommassaenheten). Antalet fundamentala konstanter inkluderar ofta många härledda storheter (till exempel gaskonstanten R, den klassiska elektronradien r e \u003d e 2 /m e c 2, etc.) eller, som i fallet med molar volym, värdet av någon fysikalisk parameter relaterad till specifika experimentella förhållanden som endast väljs av bekvämlighetsskäl (tryck 1 atm och temperatur 273,15 K). Ur denna synvinkel är Avogadro-talet en verkligt fundamental konstant.
Denna bok ägnas åt historien och utvecklingen av metoder för att bestämma detta antal. Eposet varade i cirka 200 år och förknippades i olika skeden med en mängd olika fysiska modeller och teorier, av vilka många inte har förlorat sin relevans till denna dag. De smartaste vetenskapliga hjärnorna hade en finger med i den här historien - det räcker med att nämna A. Avogadro, J. Loschmidt, J. Maxwell, J. Perrin, A. Einstein, M. Smoluchovsky. Listan kan fortsätta och fortsätta...
Författaren måste erkänna att idén med boken inte tillhör honom, utan till Lev Fedorovich Soloveichik, hans klasskamrat vid Moskvainstitutet för fysik och teknik, en man som var engagerad i tillämpad forskning och utveckling, men förblev en romantiker fysiker i hjärtat. Detta är en person som (en av de få) fortsätter "även i vår grymma tid" att kämpa för en riktig "högre" fysisk utbildning i Ryssland, uppskattar och, efter bästa förmåga, främjar skönheten och elegansen i fysiska idéer . Det är känt att från handlingen, som A. S. Pushkin presenterade för N. V. Gogol, uppstod en lysande komedi. Så är förstås inte fallet här, men kanske kommer den här boken också att vara användbar för någon.
Den här boken är inget "populärvetenskapligt" verk, även om det kan tyckas så vid första anblicken. Den diskuterar seriös fysik mot någon historisk bakgrund, använder seriös matematik och diskuterar ganska komplexa vetenskapliga modeller. Faktum är att boken består av två (inte alltid skarpt avgränsade) delar, utformade för olika läsare – vissa kan tycka att den är intressant ur en historisk och kemisk synvinkel, medan andra kan fokusera på den fysiska och matematiska sidan av problemet. Författaren hade en nyfiken läsare i åtanke - en student vid fakulteten för fysik eller kemi, inte främmande för matematik och brinner för vetenskapens historia. Finns det sådana elever? Författaren vet inte det exakta svaret på denna fråga, men baserat på sin egen erfarenhet hoppas han att det finns.
Information om böckerna från förlaget "Intellect" - på webbplatsen www.id-intellect.ru
Mängd ämneν är lika med förhållandet mellan antalet molekyler i en given kropp och antalet atomer i 0,012 kg kol, det vill säga antalet molekyler i 1 mol av ett ämne.
ν = N/N A
där N är antalet molekyler i en given kropp, N A är antalet molekyler i 1 mol av det ämne som kroppen består av. N A är Avogadros konstant. Mängden av ett ämne mäts i mol. Avogadro konstantär antalet molekyler eller atomer i 1 mol av ett ämne. Denna konstant fick sitt namn för att hedra den italienska kemisten och fysikern Amedeo Avogadro(1776 - 1856). 1 mol av vilket ämne som helst innehåller samma antal partiklar.
N A \u003d 6,02 * 10 23 mol -1 Molar massaär massan av ett ämne som tas i mängden en mol:
μ = m 0 * N A
där m 0 är molekylens massa. Molmassan uttrycks i kilogram per mol (kg/mol = kg*mol -1). Molär massa är relaterad till relativ molekylmassa genom förhållandet:
μ \u003d 10 -3 * M r [kg * mol -1]
Massan av varje mängd ämne m är lika med produkten av massan av en molekyl m 0 med antalet molekyler:
m = m 0 N = m 0 N A ν = μν
Mängden av ett ämne är lika med förhållandet mellan ämnets massa och dess molära massa:
ν = m / μ
Massan av en molekyl av ett ämne kan hittas om molmassan och Avogadro-konstanten är kända:
m 0 = m / N = m / νN A = μ / N A
Idealisk gas- en matematisk modell av en gas, där det antas att den potentiella energin för molekylers interaktion kan försummas i jämförelse med deras kinetiska energi. Det finns inga attraktions- eller repulsionskrafter mellan molekyler, kollisioner av partiklar mellan sig och med kärlets väggar är absolut elastiska, och tiden för interaktion mellan molekyler är försumbart liten jämfört med den genomsnittliga tiden mellan kollisioner. I den utökade modellen av en idealgas har partiklarna som den består av också en form i form av elastiska sfärer eller ellipsoider, vilket gör det möjligt att ta hänsyn till energin från inte bara translationsrörelse utan också rotationsoscillerande rörelse. , såväl som inte bara centrala, utan även icke-centrala kollisioner av partiklar, etc. .)
