ფიზიკურ რაოდენობას, რომელიც ტოლია სტრუქტურული ელემენტების (რომლებიც არის მოლეკულები, ატომები და ა.შ.) რაოდენობა ნივთიერების ერთ მოლზე, ეწოდება ავოგადროს რიცხვი. მისი ამჟამად ოფიციალურად მიღებული მნიშვნელობაა NA = 6.02214084(18)×1023 mol −1, ის დამტკიცდა 2010 წელს. 2011 წელს გამოქვეყნდა ახალი კვლევების შედეგები, ისინი უფრო ზუსტია მიჩნეული, მაგრამ ამ დროისთვის ისინი ოფიციალურად არ არის დამტკიცებული.

ავოგადროს კანონს დიდი მნიშვნელობა აქვს ქიმიის განვითარებაში, მან საშუალება მისცა გამოეთვალათ სხეულების წონა, რომლებსაც შეუძლიათ შეცვალონ მდგომარეობა, გახდნენ აირისებრი ან ორთქლი. სწორედ ავოგადროს კანონის საფუძველზე დაიწყო განვითარება ატომურ-მოლეკულურმა თეორიამ, რომელიც გამომდინარეობს აირების კინეტიკური თეორიიდან.

უფრო მეტიც, ავოგადროს კანონის დახმარებით შემუშავდა მეთოდი ხსნადი ნივთიერებების მოლეკულური წონის მისაღებად. ამისათვის იდეალური აირების კანონები გაფართოვდა განზავებულ ხსნარებზე, იმის საფუძველზე, რომ ხსნადი განაწილდება გამხსნელის მოცულობაზე, როგორც გაზი ნაწილდება ჭურჭელში. ასევე, ავოგადროს კანონმა შესაძლებელი გახადა რამდენიმე ქიმიური ელემენტის ჭეშმარიტი ატომური მასების დადგენა.

ავოგადროს ნომრის პრაქტიკული გამოყენება

მუდმივი გამოიყენება ქიმიური ფორმულების გამოთვლაში და ქიმიური რეაქციების განტოლებების შედგენის პროცესში. მისი დახმარებით დგინდება აირების ფარდობითი მოლეკულური მასები და მოლეკულების რაოდენობა რომელიმე ნივთიერების ერთ მოლში.

ავოგადროს რიცხვის საშუალებით გამოითვლება უნივერსალური აირის მუდმივი, იგი მიიღება ამ მუდმივის ბოლცმანის მუდმივზე გამრავლებით. გარდა ამისა, ავოგადროს რიცხვისა და ელემენტარული ელექტრული მუხტის გამრავლებით, შეიძლება მივიღოთ ფარადეის მუდმივი.

ავოგადროს კანონის შედეგების გამოყენება

კანონის პირველი შედეგი ამბობს: „ერთი მოლი გაზი (ნებისმიერი) თანაბარ პირობებში დაიკავებს ერთ მოცულობას“. ამრიგად, ნორმალურ პირობებში, ნებისმიერი გაზის ერთი მოლის მოცულობა არის 22,4 ლიტრი (ამ მნიშვნელობას ეწოდება გაზის მოლური მოცულობა), ხოლო მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლების გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ გაზის მოცულობა ნებისმიერ წნევასა და ტემპერატურაზე.

კანონის მეორე შედეგი: „პირველი აირის მოლური მასა უდრის მეორე გაზის მოლური მასის ნამრავლს და პირველი აირის ფარდობითი სიმკვრივის მეორეს“. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, იმავე პირობებში, ორი აირის სიმკვრივის თანაფარდობის ცოდნით, შეიძლება განისაზღვროს მათი მოლური მასები.

ავოგადროს დროს მისი ჰიპოთეზა თეორიულად დაუმტკიცებელი იყო, მაგრამ ამან გაადვილა გაზის მოლეკულების შემადგენლობის ექსპერიმენტულად დადგენა და მათი მასის დადგენა. დროთა განმავლობაში მის ექსპერიმენტებს თეორიული საფუძველი ჩაეყარა და ახლა ავოგადროს ნომერია გამოყენებული

ავოგადროს კანონი ქიმიაში ეხმარება გამოთვალოს მოცულობის, მოლური მასის, აირისებრი ნივთიერების რაოდენობა და გაზის ფარდობითი სიმკვრივე. ჰიპოთეზა ჩამოაყალიბა ამედეო ავოგადრომ 1811 წელს და მოგვიანებით დადასტურდა ექსპერიმენტულად.

Კანონი

ჯოზეფ გეი-ლუსაკი იყო პირველი, ვინც შეისწავლა გაზების რეაქციები 1808 წელს. მან ჩამოაყალიბა აირების თერმული გაფართოების კანონები და მოცულობითი თანაფარდობები, წყალბადის ქლორიდისა და ამიაკისგან (ორი აირი) მიიღო კრისტალური ნივთიერება - NH 4 Cl (ამონიუმის ქლორიდი). აღმოჩნდა, რომ მის შესაქმნელად საჭიროა გაზების იგივე მოცულობის აღება. უფრო მეტიც, თუ ერთი გაზი ჭარბი იყო, მაშინ რეაქციის შემდეგ "დამატებითი" ნაწილი გამოუყენებელი დარჩა.

ცოტა მოგვიანებით, ავოგადრომ ჩამოაყალიბა დასკვნა, რომ იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე, გაზების თანაბარი მოცულობა შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას. ამ შემთხვევაში გაზებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული ქიმიური და ფიზიკური თვისებები.

ბრინჯი. 1. ამედეო ავოგადრო.

ავოგადროს კანონიდან გამომდინარეობს ორი შედეგი:

• პირველი - ერთი მოლი გაზი თანაბარ პირობებში იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას;
• მეორე - ორი აირის თანაბარი მოცულობის მასების თანაფარდობა უდრის მათი მოლური მასების თანაფარდობას და გამოხატავს ერთი გაზის ფარდობით სიმკვრივეს მეორის მიხედვით (აღნიშნულია D-ით).

ნორმალური პირობები (ნ.ს.) არის წნევა P=101,3 კპა (1 ატმ) და ტემპერატურა T=273 K (0°C). ნორმალურ პირობებში აირების მოლური მოცულობა (ნივთიერების მოცულობა მის რაოდენობამდე) არის 22,4 ლ/მოლ, ე.ი. 1 მოლი აირი (6,02 ∙ 10 23 მოლეკულა - ავოგადროს მუდმივი რიცხვი) იკავებს 22,4 ლიტრ მოცულობას. მოლური მოცულობა (V მ) არის მუდმივი მნიშვნელობა.

ბრინჯი. 2. ნორმალური პირობები.

Პრობლემის გადაჭრა

კანონის მთავარი მნიშვნელობა ქიმიური გამოთვლების განხორციელების შესაძლებლობაა. კანონის პირველი შედეგიდან გამომდინარე, შეგიძლიათ გამოთვალოთ აირისებრი ნივთიერების რაოდენობა მოცულობის მეშვეობით ფორმულის გამოყენებით:

სადაც V არის გაზის მოცულობა, V m არის მოლური მოცულობა, n არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც იზომება მოლებში.

ავოგადროს კანონიდან მეორე დასკვნა ეხება გაზის ფარდობითი სიმკვრივის (ρ) გამოთვლას. სიმკვრივე გამოითვლება m/V ფორმულით. თუ გავითვალისწინებთ 1 მოლ გაზს, მაშინ სიმკვრივის ფორმულა ასე გამოიყურება:

ρ (გაზი) = M/V მ,

სადაც M არის ერთი მოლის მასა, ე.ი. მოლური მასა.

ერთი აირის სიმკვრივის გამოსათვლელად მეორე გაზიდან, აუცილებელია იცოდეთ აირების სიმკვრივე. გაზის ფარდობითი სიმკვრივის ზოგადი ფორმულა შემდეგია:

D(y)x = ρ(x) / ρ(y),

სადაც ρ(x) არის ერთი გაზის სიმკვრივე, ρ(y) არის მეორე აირის სიმკვრივე.

თუ სიმკვრივის გამოთვლას ჩავანაცვლებთ ფორმულაში, მივიღებთ:

D (y) x \u003d M (x) / V m / M (y) / V m.

მოლარის მოცულობა მცირდება და რჩება

D(y)x = M(x) / M(y).

განვიხილოთ კანონის პრაქტიკული გამოყენება ორი პრობლემის მაგალითზე:

• რამდენი ლიტრი CO 2 მიიღება 6 მოლი MgCO 3-დან MgCO 3-ის მაგნიუმის ოქსიდად და ნახშირორჟანგად დაშლის რეაქციაში (n.o.)?
• რა არის CO 2-ის ფარდობითი სიმკვრივე წყალბადისთვის და ჰაერისთვის?

ჯერ პირველი პრობლემა მოვაგვაროთ.

n(MgCO 3) = 6 მოლი

MgCO 3 \u003d MgO + CO 2

მაგნიუმის კარბონატის და ნახშირორჟანგის რაოდენობა იგივეა (თითოეული მოლეკულა), შესაბამისად n (CO 2) \u003d n (MgCO 3) \u003d 6 მოლი. ფორმულიდან n \u003d V / V m, შეგიძლიათ გამოთვალოთ მოცულობა:

V = nV m, ე.ი. V (CO 2) \u003d n (CO 2) ∙ V მ \u003d 6 მოლი ∙ 22,4 ლ / მოლი \u003d 134,4 ლ

პასუხი: V (CO 2) \u003d 134,4 ლ

მეორე პრობლემის გადაწყვეტა:

• D (H2) CO 2 \u003d M (CO 2) / M (H 2) \u003d 44 გ / მოლი / 2 გ / მოლი \u003d 22;
• D (ჰაერი) CO 2 \u003d M (CO 2) / M (ჰაერი) \u003d 44 გ / მოლი / 29 გ / მოლი \u003d 1.52.

ბრინჯი. 3. ფორმულები ნივთიერების რაოდენობისა და ფარდობითი სიმკვრივის მიხედვით.

ავოგადროს კანონის ფორმულები მუშაობს მხოლოდ აირისებრი ნივთიერებებისთვის. ისინი არ ვრცელდება თხევადი და მყარი.

რა ვისწავლეთ?

კანონის ფორმულირებით, გაზების თანაბარი მოცულობა ერთსა და იმავე პირობებში შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას. ნორმალურ პირობებში (ნ.ც.) მოლარის მოცულობის მნიშვნელობა მუდმივია, ე.ი. ვმ აირებისთვის ყოველთვის არის 22,4 ლ/მოლი. კანონიდან გამომდინარეობს, რომ ნორმალურ პირობებში სხვადასხვა აირის მოლეკულების ერთი და იგივე რაოდენობა იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას, ისევე როგორც ერთი გაზის ფარდობითი სიმკვრივე მეორეში - ერთი გაზის მოლური მასის თანაფარდობა მეორის მოლურ მასასთან. გაზი.

თემის ვიქტორინა

ანგარიშის შეფასება

Საშუალო რეიტინგი: 4 . სულ მიღებული შეფასებები: 261.

სკოლის ქიმიის კურსიდან ვიცით, რომ თუ რომელიმე ნივთიერების ერთ მოლს ავიღებთ, მაშინ ის შეიცავს 6.02214084(18).10^23 ატომს ან სხვა სტრუქტურულ ელემენტებს (მოლეკულებს, იონებს და ა.შ.). მოხერხებულობისთვის, ავოგადროს ნომერი ჩვეულებრივ იწერება ამ ფორმით: 6.02. 10^23.

თუმცა, რატომ არის ავოგადროს მუდმივი (უკრაინულად „გადაიქცა ავოგადრო“) ამ მნიშვნელობის ტოლი? ამ კითხვაზე პასუხი სახელმძღვანელოებში არ არის და ქიმიის ისტორიკოსები სხვადასხვა ვერსიას გვთავაზობენ. როგორც ჩანს, ავოგადროს რიცხვს რაღაც საიდუმლო მნიშვნელობა აქვს. ყოველივე ამის შემდეგ, არის ჯადოსნური რიცხვები, სადაც ზოგიერთში შედის რიცხვი "pi", ფიბონაჩის რიცხვები, შვიდი (რვა აღმოსავლეთში), 13 და ა.შ. ჩვენ ვებრძვით საინფორმაციო ვაკუუმს. ჩვენ არ ვისაუბრებთ იმაზე, თუ ვინ არის ამედეო ავოგადრო და რატომ დაარქვეს ამ მეცნიერის პატივსაცემად, მის მიერ ჩამოყალიბებული კანონის გარდა, ნაპოვნი მუდმივი, კრატერი მთვარეზეც. ამის შესახებ უკვე ბევრი სტატია დაიწერა.

უფრო ზუსტად, მე არ დამითვლია მოლეკულები ან ატომები რაიმე კონკრეტულ მოცულობაში. პირველი ადამიანი, ვინც ცდილობდა გაერკვია რამდენი აირის მოლეკულა

მოცემულ მოცულობაში იმავე წნევასა და ტემპერატურაზე იყო იოზეფ ლოშმიდტი და ეს იყო 1865 წელს. თავისი ექსპერიმენტების შედეგად ლოშმიდტი მივიდა დასკვნამდე, რომ ნორმალურ პირობებში ნებისმიერი გაზის ერთ კუბურ სანტიმეტრში არის 2,68675. 10^19 მოლეკულა.

შემდგომში გამოიგონეს დამოუკიდებელი მეთოდები იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა განვსაზღვროთ ავოგადროს რიცხვი, და რადგან შედეგები უმეტესწილად დაემთხვა, ეს კიდევ ერთხელ საუბრობდა მოლეკულების ფაქტობრივი არსებობის სასარგებლოდ. ამ დროისთვის მეთოდების რაოდენობამ 60-ს გადააჭარბა, მაგრამ ბოლო წლებში მეცნიერები ცდილობენ კიდევ უფრო გააუმჯობესონ შეფასების სიზუსტე, რათა შემოეღოთ ტერმინი „კილოგრამი“ ახალი განმარტება. ჯერჯერობით კილოგრამი შედარებულია არჩეულ მატერიალურ სტანდარტთან ყოველგვარი ფუნდამენტური განმარტების გარეშე.

თუმცა, დავუბრუნდეთ ჩვენს კითხვას - რატომ არის ეს მუდმივი ტოლი 6.022-ის. 10^23?

ქიმიაში, 1973 წელს, გამოთვლების მოხერხებულობისთვის, შემოგვთავაზეს ისეთი კონცეფციის შემოღება, როგორიცაა "სუბსტანციის რაოდენობა". რაოდენობის საზომი ძირითადი ერთეული იყო მოლი. IUPAC-ის რეკომენდაციების მიხედვით, ნებისმიერი ნივთიერების რაოდენობა მისი სპეციფიკური ელემენტარული ნაწილაკების რაოდენობის პროპორციულია. პროპორციულობის კოეფიციენტი არ არის დამოკიდებული ნივთიერების ტიპზე და ავოგადროს რიცხვი არის მისი ორმხრივი.

საილუსტრაციოდ, ავიღოთ მაგალითი. როგორც ცნობილია ატომური მასის ერთეულის განმარტებიდან, დილის 1 სთ. შეესაბამება ერთი ნახშირბადის ატომის 12C მასის მეთორმეტედს და არის 1,66053878,10^(−24) გრამი. თუ გაამრავლებთ 1 საათზე. ავოგადროს მუდმივით მიიღებთ 1000 გ/მოლ. ახლა ავიღოთ, ვთქვათ, ბერილიუმი. ცხრილის მიხედვით, ბერილიუმის ერთი ატომის მასა არის 9,01 ამუ. მოდით გამოვთვალოთ ამ ელემენტის ატომების ერთი მოლი ტოლია:

6,02 x 10^23 მოლ-1 * 1,66053878x10^(−24) გრამი * 9,01 = 9,01 გრამი/მოლ.

ამრიგად, გამოდის, რომ რიცხობრივად ემთხვევა ატომს.

ავოგადროს მუდმივი სპეციალურად შეირჩა ისე, რომ მოლური მასა შეესაბამებოდეს ატომურ ან განზომილების მნიშვნელობას - ფარდობით მოლეკულურ მნიშვნელობას.

ავოგადროს კანონი

ატომური თეორიის განვითარების გარიჟრაჟზე (), ა. ავოგადრომ წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც, იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე, იდეალური აირების თანაბარი მოცულობა შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას. მოგვიანებით ეს ჰიპოთეზა კინეტიკური თეორიის აუცილებელი შედეგი იყო და ახლა ცნობილია როგორც ავოგადროს კანონი. ის შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: ნებისმიერი გაზის ერთი მოლი იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას, ნორმალურ პირობებში ტოლი 22,41383 . ეს რაოდენობა ცნობილია როგორც გაზის მოლური მოცულობა.

თავად ავოგადრომ არ გააკეთა შეფასებები მოცემულ მოცულობაში მოლეკულების რაოდენობის შესახებ, მაგრამ მიხვდა, რომ ეს ძალიან დიდი მნიშვნელობაა. პირველი მცდელობა იპოვონ მოლეკულების რაოდენობა, რომლებიც იკავებს მოცემულ მოცულობას, გაკეთდა წელს ჯ.ლოშმიდტი. ლოშმიდტის გამოთვლებიდან გამომდინარეობდა, რომ ჰაერისთვის მოლეკულების რაოდენობა ერთეული მოცულობით არის 1,81·10 18 სმ −3, რაც დაახლოებით 15-ჯერ ნაკლებია ნამდვილ მნიშვნელობაზე. 8 წლის შემდეგ, მაქსველმა ბევრად უფრო ახლო შეფასება მისცა "დაახლოებით 19 მილიონი მილიონი" მოლეკულის კუბურ სანტიმეტრზე, ანუ 1,9·10 19 სმ −3. სინამდვილეში, 1 სმ³ იდეალური აირის ნორმალურ პირობებში შეიცავს 2,68675·10 19 მოლეკულას. ამ რაოდენობას ეწოდა ლოშმიდტის რიცხვი (ან მუდმივი). მას შემდეგ შემუშავდა ავოგადროს რიცხვის დასადგენად დამოუკიდებელი მეთოდების დიდი რაოდენობა. მიღებული მნიშვნელობების შესანიშნავი შეთანხმება არის მოლეკულების რეალური რაოდენობის დამაჯერებელი მტკიცებულება.

მუდმივი გაზომვა

ამ სტატიაში მოცემული მონაცემები აქტუალურია 2011 წლის დეკემბრისთვის.

დღეს ავოგადროს ნომრის ოფიციალურად მიღებული მნიშვნელობა 2010 წელს გაიზომა. ამისთვის გამოიყენეს სილიკონ-28-ისგან დამზადებული ორი სფერო. სფეროები მიიღეს ლაიბნიცის კრისტალოგრაფიის ინსტიტუტში და გაპრიალებულ იქნა ავსტრალიის მაღალი სიზუსტის ოპტიკის ცენტრში ისე რბილად, რომ მათ ზედაპირზე ამობურცვის სიმაღლე არ აღემატებოდა 98 ნმ. მათი წარმოებისთვის გამოიყენეს მაღალი სისუფთავის სილიკონ-28, იზოლირებული რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ნიჟნი ნოვგოროდის მაღალი სისუფთავის ნივთიერებების ქიმიის ინსტიტუტში სილიციუმის ტეტრაფტორიდისგან, რომელიც ძლიერ გამდიდრებულია სილიკონ-28-ით, მიღებული მექანიკის ცენტრალური დიზაინის ბიუროში. ინჟინერია პეტერბურგში.

ასეთი პრაქტიკულად იდეალური ობიექტების არსებობისას შესაძლებელია ბურთში სილიციუმის ატომების რაოდენობის მაღალი სიზუსტით დათვლა და ამით ავოგადროს რიცხვის დადგენა. მიღებული შედეგების მიხედვით უდრის 6.02214084(18)×10 23 მოლი -1 .

მუდმივებს შორის ურთიერთობა

• ბოლცმანის მუდმივის ნამრავლის მეშვეობით, უნივერსალური აირის მუდმივი, რ=kNა.
• ელემენტარული ელექტრული მუხტის ნამრავლისა და ავოგადროს რიცხვის მეშვეობით გამოიხატება ფარადეის მუდმივი, ფ=enა.

იხილეთ ასევე

შენიშვნები

ლიტერატურა

• ავოგადროს ნომერი // დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

ფონდი ვიკიმედია. 2010 წ.

ნახეთ, რა არის "ავოგადროს ნომერი" სხვა ლექსიკონებში:

- (ავოგადროს მუდმივი, სიმბოლო L), მუდმივი ტოლია 6,022231023, შეესაბამება ნივთიერების ერთ MOL-ში შემავალი ატომების ან მოლეკულების რაოდენობას ... სამეცნიერო და ტექნიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ავოგადროს ნომერი- Avogadro konstanta statusas T sritis chemija apibrėžtis Dalelių (atomų, molekulių, jonų) skaičius viename medžiagos molyje, lygus (6.02204 ± 0.0000031) 10²¹¹ mol. santrumpa(os) Santrumpą žr. სიამაყე. პრიედას(აი) გრაფინის ფორმატები:…… Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

ავოგადროს ნომერი- Avogadro konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: ინგლ. ავოგადროს მუდმივი; ავოგადროს ნომერი ვოკ. ავოგადრო კონსტანტე, ვ; Avogadrosche Konstante, ფ რუს. ავოგადროს მუდმივი, f; ავოგადროს ნომერი, პრანკი. konstante d'Avogadro, f; სახელწოდება… … ფიზიკურ ტერმინალში

ავოგადროს მუდმივი (ავოგადროს რიცხვი)- ნაწილაკების რაოდენობა (ატომები, მოლეკულები, იონები) ნივთიერების 1 მოლში (მოლი არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს იმდენ ნაწილაკს, რამდენი ატომია ნახშირბადის 12 იზოტოპის ზუსტად 12 გრამში), აღინიშნება სიმბოლო N = 6.023 1023. ერთ-ერთი ... ... თანამედროვე საბუნებისმეტყველო მეცნიერების დასაწყისი

- (ავოგადროს რიცხვი), სტრუქტურული ელემენტების (ატომები, მოლეკულები, იონები ან სხვა h c) რაოდენობა ერთეულებში. დათვალეთ ვა ვა (ერთ მოლში). ა. ავოგადროს სახელობის, დანიშნული ნ.ა. A.p. ერთ-ერთი ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივი, რომელიც აუცილებელია მრავალი ... ფიზიკური ენციკლოპედია

- (ავოგადროს ნომერი; აღინიშნება NA-ით), მოლეკულების ან ატომების რაოდენობა ნივთიერების 1 მოლში, NA \u003d 6.022045 (31) x 1023 მოლ 1; სახელი სახელად ა. ავოგადრო ... ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი

- (ავოგადროს რიცხვი), ნაწილაკების რაოდენობა (ატომები, მოლეკულები, იონები) 1 მოლში VA-ში. აღინიშნება NA და ტოლია (6.022045 ... ქიმიური ენციკლოპედია

Na \u003d (6.022045 ± 0.000031) * 10 23 მოლეკულების რაოდენობა ნებისმიერი ნივთიერების მოლში ან ატომების რაოდენობა მარტივი ნივთიერების მოლში. ერთ-ერთი ფუნდამენტური მუდმივი, რომლითაც შეგიძლიათ განსაზღვროთ ისეთი რაოდენობები, როგორიცაა, მაგალითად, ატომის ან მოლეკულის მასა (იხ. ... ... კოლიერის ენციკლოპედია

ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი ევგენი მეილიხოვი

წიგნის შესავალი (შემოკლებით): მეილიხოვი ე.ზ. ავოგადროს ნომერი. როგორ დავინახოთ ატომი. - Dolgoprudny: გამომცემლობა "ინტელექტი", 2017 წ.

იტალიელმა მეცნიერმა ამედეო ავოგადრომ, ა.ს. პუშკინის თანამედროვემ, პირველმა გაიგო, რომ ნივთიერების ერთ გრამ ატომში (მოლში) ატომების (მოლეკულების) რაოდენობა ყველა ნივთიერებისთვის ერთნაირია. ამ რიცხვის ცოდნა ხსნის გზას ატომების (მოლეკულების) ზომის შესაფასებლად. ავოგადროს სიცოცხლის განმავლობაში მის ჰიპოთეზას სათანადო აღიარება არ მიუღია.

ავოგადროს რიცხვის ისტორია არის ევგენი ზალმანოვიჩ მეილიხოვის ახალი წიგნის საგანი, მოსკოვის ფიზიკა-ტექნიკის ინსტიტუტის პროფესორი, კურჩატოვის ინსტიტუტის ეროვნული კვლევითი ცენტრის მთავარი მკვლევარი.

თუ რაიმე მსოფლიო კატასტროფის შედეგად მთელი დაგროვილი ცოდნა განადგურდებოდა და მხოლოდ ერთი ფრაზა მოუვიდოდა ცოცხალ არსებებს მომავალ თაობებს, მაშინ რომელი სიტყვა, რომელიც შედგება ყველაზე მცირე რაოდენობის სიტყვებისგან, მოიტანს ყველაზე მეტ ინფორმაციას? მე მჯერა, რომ ეს არის ატომური ჰიპოთეზა: ... ყველა სხეული შედგება ატომებისგან - პატარა სხეულებისგან, რომლებიც მუდმივ მოძრაობაში არიან.
რ.ფეინმანი. ფეინმანი კითხულობს ლექციებს ფიზიკაზე

ავოგადროს რიცხვი (ავოგადროს მუდმივი, ავოგადროს მუდმივი) განისაზღვრება, როგორც ატომების რაოდენობა ნახშირბად-12-ის სუფთა იზოტოპის 12 გრამში (12 C). ჩვეულებრივ აღინიშნება როგორც N A, ნაკლებად ხშირად L. CODATA-ს (სამუშაო ჯგუფი ფუნდამენტურ მუდმივებზე) მიერ რეკომენდებული ავოგადროს რიცხვის მნიშვნელობა 2015 წელს: N A = 6.02214082(11) 10 23 მოლი -1. მოლი არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს N A სტრუქტურულ ელემენტებს (ანუ იმდენი ელემენტია, რამდენი ატომია 12 გ 12 C ტემპერატურაზე), ხოლო სტრუქტურული ელემენტები, როგორც წესი, არის ატომები, მოლეკულები, იონები და ა.შ. განმარტებით, ატომური მასის ერთეული (a.e. .m) უდრის 12 C ატომის მასის 1/12-ს. ნივთიერების ერთ მოლს (გრამ-მოლ) აქვს მასა (მოლური მასა), რომელიც გრამებში გამოხატვისას რიცხობრივად უდრის. ამ ნივთიერების მოლეკულური წონა (გამოხატული ატომური მასის ერთეულებში). მაგალითად: 1 მოლ ნატრიუმს აქვს მასა 22,9898 გ და შეიცავს (დაახლოებით) 6,02 10 23 ატომს, 1 მოლ კალციუმის ფტორიდს CaF 2 აქვს მასა (40,08 + 2 18,998) = 78,076 გ და შეიცავს (დაახლოებით) (დაახლოებით . 02 10 23 მოლეკულები.

2011 წლის ბოლოს, წონისა და ზომების შესახებ XXIV გენერალურ კონფერენციაზე, ერთხმად იქნა მიღებული წინადადება, რათა განისაზღვროს მოლი ერთეულების საერთაშორისო სისტემის (SI) მომავალ ვერსიაში ისე, რომ თავიდან იქნას აცილებული მისი კავშირი განსაზღვრებასთან. გრამიდან. ვარაუდობენ, რომ 2018 წელს მოლი პირდაპირ განისაზღვრება ავოგადროს ნომრით, რომელსაც მიენიჭება ზუსტი (შეცდომის გარეშე) მნიშვნელობა CODATA-ს მიერ რეკომენდებული გაზომვის შედეგების საფუძველზე. ჯერჯერობით, ავოგადროს რიცხვი არ არის მიღებული განმარტებით, მაგრამ გაზომილი მნიშვნელობა.

ეს მუდმივი სახელს ატარებს ცნობილი იტალიელი ქიმიკოსის ამედეო ავოგადროს (1776-1856) პატივსაცემად, რომელმაც, თუმცა თავად არ იცოდა ეს რიცხვი, ესმოდა, რომ ეს იყო ძალიან დიდი მნიშვნელობა. ატომური თეორიის განვითარების გარიჟრაჟზე ავოგადრომ წამოაყენა ჰიპოთეზა (1811), რომლის მიხედვითაც, იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე, იდეალური აირების თანაბარი მოცულობა შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას. მოგვიანებით დადასტურდა, რომ ეს ჰიპოთეზა იყო აირების კინეტიკური თეორიის შედეგი და ახლა ცნობილია როგორც ავოგადროს კანონი. ის შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: ნებისმიერი გაზის ერთი მოლი იმავე ტემპერატურასა და წნევაზე იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას, ნორმალურ პირობებში უდრის 22,41383 ლიტრს (ნორმალური პირობები შეესაბამება წნევას P 0 \u003d 1 ატმოსფერო და ტემპერატურა T 0 \u003d 273,15 K. ). ეს რაოდენობა ცნობილია როგორც გაზის მოლური მოცულობა.

პირველი მცდელობა იპოვონ მოლეკულების რაოდენობა, რომლებიც იკავებს მოცემულ მოცულობას 1865 წელს J. Loschmidt-მა. მისი გამოთვლებიდან ირკვევა, რომ მოლეკულების რაოდენობა ჰაერის მოცულობის ერთეულზე არის 1,8·10 18 სმ -3, რაც, როგორც გაირკვა, დაახლოებით 15-ჯერ ნაკლებია სწორ მნიშვნელობაზე. რვა წლის შემდეგ ჯ. მაქსველმა ჭეშმარიტებასთან ბევრად უფრო ახლოს შეფასება მისცა - 1,9·10 19 სმ -3. საბოლოოდ, 1908 წელს პერინი იძლევა უკვე მისაღებ შეფასებას: N A = 6,8·10 23 მოლი -1 ავოგადროს რიცხვი, ნაპოვნი ბრაუნის მოძრაობის ექსპერიმენტებიდან.

მას შემდეგ შემუშავდა უამრავი დამოუკიდებელი მეთოდი ავოგადროს რიცხვის დასადგენად და უფრო ზუსტმა გაზომვებმა აჩვენა, რომ რეალურად არის (დაახლოებით) 2,69 x 10 19 მოლეკულა 1 სმ 3 იდეალური აირის ნორმალურ პირობებში. ამ რაოდენობას ეწოდება ლოშმიდტის რიცხვი (ან მუდმივი). იგი შეესაბამება ავოგადროს რიცხვს N A ≈ 6.02·10 23.

ავოგადროს რიცხვი ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ფიზიკური მუდმივია, რომელმაც მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების განვითარებაში. მაგრამ არის თუ არა ეს „უნივერსალური (ფუნდამენტური) ფიზიკური მუდმივი“? თავად ტერმინი არ არის განსაზღვრული და ჩვეულებრივ ასოცირდება ფიზიკური მუდმივების რიცხვითი მნიშვნელობების მეტ-ნაკლებად დეტალურ ცხრილთან, რომელიც უნდა იქნას გამოყენებული პრობლემების გადასაჭრელად. ამასთან დაკავშირებით, ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივები ხშირად განიხილება ის სიდიდეები, რომლებიც არ არიან ბუნების მუდმივები და თავიანთ არსებობას მხოლოდ ერთეულების არჩეულ სისტემას ევალება (როგორიცაა მაგნიტური და ელექტრული ვაკუუმის მუდმივები) ან პირობითი საერთაშორისო შეთანხმებები (მაგ. მაგალითად, ატომური მასის ერთეული). ფუნდამენტური მუდმივები ხშირად შეიცავს ბევრ წარმოებულ სიდიდეს (მაგალითად, გაზის მუდმივი R, კლასიკური ელექტრონული რადიუსი r e \u003d e 2 /m e c 2 და ა.შ.) ან, როგორც მოლური მოცულობის შემთხვევაში, დაკავშირებული ზოგიერთი ფიზიკური პარამეტრის მნიშვნელობას. სპეციფიკურ ექსპერიმენტულ პირობებს, რომლებიც არჩეულია მხოლოდ მოხერხებულობის გამო (ზეწოლა 1 ატმ და ტემპერატურა 273,15 K). ამ თვალსაზრისით, ავოგადროს რიცხვი ნამდვილად ფუნდამენტური მუდმივია.

ეს წიგნი ეძღვნება ამ რიცხვის განსაზღვრის მეთოდების ისტორიას და განვითარებას. ეპოსი გაგრძელდა დაახლოებით 200 წლის განმავლობაში და სხვადასხვა ეტაპზე ასოცირდებოდა სხვადასხვა ფიზიკურ მოდელებთან და თეორიებთან, რომელთაგან ბევრმა დღემდე არ დაკარგა აქტუალობა. ყველაზე ნათელ მეცნიერულ გონებას ჰქონდა ხელი ამ ამბავში - საკმარისია დავასახელოთ ა.ავოგადრო, ჯ.ლოშმიდტი, ჯ.მაქსველი, ჯ.პერინი, ა.აინშტაინი, მ.სმოლუჩოვსკი. სია შეიძლება გაგრძელდეს და გაგრძელდეს...

ავტორმა უნდა აღიაროს, რომ წიგნის იდეა მას არ ეკუთვნის, არამედ ლევ ფედოროვიჩ სოლოვეიჩიკს, მის თანაკლასელს მოსკოვის ფიზიკა-ტექნოლოგიის ინსტიტუტში, ადამიანი, რომელიც ეწეოდა გამოყენებითი კვლევებითა და განვითარებით, მაგრამ დარჩა რომანტიკოსად. სულით ფიზიკოსი. ეს არის ადამიანი, რომელიც (ერთ-ერთი იმ მცირერიცხოვანთაგანი) აგრძელებს "ჩვენს სასტიკ ეპოქაშიც" ბრძოლას რუსეთში რეალური "უმაღლესი" ფიზიკური აღზრდისთვის, აფასებს და, თავისი შესაძლებლობების ფარგლებში, ხელს უწყობს ფიზიკური იდეების სილამაზესა და ელეგანტურობას. . ცნობილია, რომ შეთქმულებიდან, რომელიც ა.ს. პუშკინმა ნ.ვ.გოგოლს წარუდგინა, წარმოიშვა ბრწყინვალე კომედია. რა თქმა უნდა, აქ ასე არ არის, მაგრამ ალბათ ეს წიგნიც გამოადგება ვინმეს.

ეს წიგნი არ არის „პოპულარული სამეცნიერო“ ნაშრომი, თუმცა შეიძლება ერთი შეხედვით ასე ჩანდეს. იგი განიხილავს სერიოზულ ფიზიკას რაღაც ისტორიულ ფონზე, იყენებს სერიოზულ მათემატიკას და განიხილავს საკმაოდ რთულ სამეცნიერო მოდელებს. სინამდვილეში, წიგნი შედგება ორი (არა ყოველთვის მკვეთრად შემოსაზღვრული) ნაწილისგან, რომლებიც განკუთვნილია სხვადასხვა მკითხველისთვის - ზოგს შეიძლება საინტერესო აღმოჩნდეს ისტორიული და ქიმიური თვალსაზრისით, ზოგმა კი ყურადღება გაამახვილოს პრობლემის ფიზიკურ და მათემატიკურ მხარეზე. ავტორს მხედველობაში ჰყავდა ცნობისმოყვარე მკითხველი - ფიზიკისა თუ ქიმიის ფაკულტეტის სტუდენტი, მათემატიკისთვის უცხო და მეცნიერების ისტორიით გატაცებული. არიან ასეთი სტუდენტები? ავტორმა არ იცის ზუსტი პასუხი ამ კითხვაზე, მაგრამ, საკუთარი გამოცდილებიდან გამომდინარე, იმედოვნებს, რომ არსებობს.

ინფორმაცია გამომცემლობა "ინტელექტის" წიგნების შესახებ - საიტზე www.id-intellect.ru