- 历史
- Amedeo Avogadro的启示
- 分子假说
- 五十年后
- 该术语的诞生
- 它由什么组成和单位
- 原子图和分子图
- 摩尔质量和痣
- Avogadro的数字是如何计算的
- 更准确的测量方法
- 应用领域
- 解决的练习
- 练习1
- 练习2
- 参考文献
所述阿伏伽德罗数是一个表示许多颗粒如何包括物质的一摩尔。它通常用符号N A或L表示,并且具有非凡的幅度:6.02·10 23,以科学计数法表示;如果不使用,则必须全部写入:602000000000000000000000。
为了避免和方便使用它,可以方便地参考Avogadro的编号为mole的数字。这是对应于此类粒子(原子,质子,中子,电子等)数量的单位的名称。因此,如果一打对应于12个单位,则一个摩尔包含N A个单位,从而简化了化学计量计算。
Avogadro的编号以科学计数法表示。资料来源:PRHaney
从数学上讲,阿伏伽德罗的数字可能不是最大的。但在科学领域之外,用它来表示任何物体的数量将超出人类想象的范围。
例如,一支铅笔的制造量为6.02×10 23支,在此过程中,地球没有植物的肺部。像这个假设的例子一样,还有许多其他例子,这使我们可以一窥天文数量的庞大性和适用性。
如果N A和the鼠指的是任何事物的数量过多,那么在科学中有多有用?就像一开始就说的那样:它们使您可以“计数”非常小的粒子,即使数量很少的物质,其数量也非常庞大。
液体的最小液滴包含数十亿个颗粒,以及给定固体的最荒谬数量,可以在任何天平上称重。
不使用科学记数法,该痣会得到支持,表明它或多或少是N A的物质或化合物。例如,1克银相当于约9·10 -3摩尔;换句话说,几乎有百分之一的N A(约5.6×10 21 Ag原子)“居住”于该克。
历史
Amedeo Avogadro的启示
有人认为,阿沃加德罗的数字是由Quaregna和Cerreto的洛伦佐·罗马诺·阿米德奥·卡洛·阿沃加德罗确定的,这个常数更广为人知。然而,这位科学家,律师,专门研究气体的性质,并启发道尔顿和盖吕萨克的工作不是谁介绍的N个一。
阿道多·阿沃加德罗(Amadeo Avogadro)从道尔顿得知,气体的质量以恒定的比例合并或反应。例如,大量的氢气与八倍的氧气完全反应。当未达到该比例时,两种气体之一仍然过量。
另一方面,他从盖伊·卢萨克(Gay-Lussac)了解到,各种气体以固定关系发生反应。因此,两体积的氢气与氧气之一反应生成两体积的水(考虑到产生的高温,其形式为蒸汽)。
分子假说
在1811年,阿伏加德罗浓缩了他的思想以提出他的分子假说,其中他解释说,只要压力和温度不变,分隔气态分子的距离是恒定的。然后,该距离定义了气体在具有可扩展屏障的容器(例如,气球)中可以占据的体积。
因此,如果两种理想气体均具有以下条件,则在正常条件下(T =0ºC,P = 1 atm),给定一定质量的气体A,m A和一定质量的气体B,m B,m A和m B的体积相同。相同数量的分子;这就是当今阿伏伽德罗的假设。
从他的观察他还推断出气体,再次A和B的密度之间的关系,是相同的,他们的相对分子质量的(ρ 甲 /ρ 乙 = M 甲 / M 乙)。
他最大的成功是引入了当今众所周知的“分子”一词。Avogadro将氢,氧和水视为分子而不是原子。
五十年后
其双原子分子的想法在19世纪受到化学家的强烈抵抗。尽管Amadeo Avogadro在都灵大学教授物理学,但他的工作并没有被人们很好接受,在大多数著名化学家的实验和观察的阴影下,他的假设被埋葬了五十年。
甚至支持阿伏加德罗假说的著名科学家安德烈·安珀雷(AndréAmpere)的贡献也不足以让化学家认真考虑。
直到1860年德国卡尔斯鲁厄会议,年轻的意大利化学家Stanislao Cannizzaro才因缺乏可靠的固体原子质量和化学方程式而解救了Avogadro的工作。
该术语的诞生
大约一百年后,法国物理学家让·巴蒂斯特·佩林(Jean Baptiste Perrin)引入了所谓的“阿伏加德罗数”。他从布朗运动的工作中通过各种方法确定了N A的近似值。
它由什么组成和单位
原子图和分子图
阿伏加德罗的数字和摩尔是相关的;但是,第二个存在于第一个之前。
知道了原子的相对质量后,原子质量单位(amu)被引入为碳12同位素原子的十二分之一;大约是质子或中子的质量。这样,已知碳比氢重十二倍。也就是说12 C重12u,1 H重1 u。
但是,一亩真的等于多少质量?另外,如何测量这种小颗粒的质量?然后是克原子和克分子的想法,后来被痣取代了。这些单位方便地将克与amu连接起来,如下所示:
12 g 12 C = N ma
12个 C N原子的数量乘以其原子质量,得出的数值与相对原子质量(12 amu)相同。因此,12 g的12 C等于1克原子;16克16 O,相当于一克氧;16 g CH 4(1克甲烷分子),依此类推,还有其他元素或化合物。
摩尔质量和痣
克原子和克分子(而不是单位)分别由原子和分子的摩尔质量组成。
因此,摩尔的定义变为:为12 g纯碳12(或0.012 Kg)中存在的原子数指定的单位。同时,他成为表示N N 一。
因此,阿伏加德罗的数量形式上由构成12 g碳12的原子数组成;它的单位是摩尔及其衍生物(kmol,mmol,lb-mole等)。
摩尔质量是表示为摩尔函数的分子(或原子)质量。
例如,O 2的摩尔质量为32g / mol;也就是说,一摩尔氧分子的质量为32 g,而O 2分子的质量为32 u。类似地,H的摩尔质量为1g / mol:一摩尔的H原子具有1g的质量,并且一个H原子具有1u的原子质量。
Avogadro的数字是如何计算的
痣是多少?N A的值是多少,以便原子质量和分子质量具有与摩尔质量相同的数值?为了找出答案,必须解决以下方程:
12 g 12 C = N A ma
但是妈妈是12亩。
12克12 C = N A 12uma
如果您知道一个amu值多少钱(1,667 10 -24 g),则可以直接计算N A:
N A =(12克/ 2·10 -23克)
= 5998个10 23原子12 Ç
这个数字与本文开头介绍的数字相同吗?否。虽然小数对战,也有很多更精确的计算,以确定N个一。
更准确的测量方法
如果事先知道一个摩尔的定义,尤其是一个电子的摩尔数以及它们携带的电荷(约96,500 C /摩尔),并且知道单个电子的电荷(1,602×10 -19 C),我们可以也以这种方式计算N A:
N A =(96500 C / 1.602×10 -19 C)
= 6.0237203 10 23个电子
这个值看起来更好。
另一种计算方法是使用1公斤超纯硅球的X射线晶体学技术,为此,可使用以下公式:
N A = n(V u / V m)
其中n是存在于硅晶体的晶胞中的原子数(n = 8),而V u和V m分别是晶胞和摩尔晶胞的体积。知道了硅晶体的变量后,就可以用这种方法计算出阿伏伽德罗数。
应用领域
Avogadro的数字实质上允许用单克表示基本粒子的深浅量,可以通过分析天平或基本天平进行测量。不仅如此:如果原子性质乘以N A,它的表现将在肉眼可见的宏观尺度上获得。
因此,有充分理由说,这个数字起着微观和宏观之间的桥梁的作用。当试图将分子或离子的行为与其物理相(液体,气体或固体)的行为联系起来时,尤其是在物理化学中经常发现这种现象。
解决的练习
在部分的计算使用N-练习两个例子被寻址到。然后,我们将继续解决另外两个问题。
练习1
H 2 O 分子的质量是多少?
如果已知其摩尔质量为18 g / mol,则一摩尔H 2 O 分子的质量为18克;但问题只涉及单个分子。为了计算质量,使用转换因子:
(18 g / mol H 2 O)·(mol H 2 O / 6.02·10 23分子H 2 O)= 2.99·10 -23 g /分子H 2 O
即,H 2 O 分子的质量为2.99·10 -23 g。
练习2
多少金属原子(Dy)包含一块质量为26 g的it金属?
A的原子质量为162.5 u,使用阿伏加德罗数等于162.5 g / mol。同样,我们继续使用转换因子:
(26 g)·(mol Dy / 162.5g)·(6.02·10 23 Dy原子/ mol Dy)= 9.63·10 22 Dy原子
该值是N A(9.63·10 22 / 6.02·10 23)的0.16倍,因此,所述片含0.16摩尔(也可以用26/162计算,5)。
参考文献
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- 鼠节。(科幻)。阿伏加德罗常数的历史:6.02乘以10的23 次。从以下网站恢复:moleday.org
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