AVOGADRO NUMBER, NA = (6,022045±0,000031) 1023, მოლეკულების რაოდენობა ნებისმიერი ნივთიერების მოლში ან ატომების რაოდენობა მარტივი ნივთიერების მოლში. თავად ავოგადრომ არ გააკეთა შეფასებები მოცემულ მოცულობაში მოლეკულების რაოდენობის შესახებ, მაგრამ მიხვდა, რომ ეს იყო ძალიან დიდი რაოდენობა. 18 გ H2O არის H2O მოლეკულების იგივე რაოდენობა (Mr = 18) და ა.შ. მას შემდეგ შემუშავდა ავოგადროს რიცხვის დასადგენად დამოუკიდებელი მეთოდების დიდი რაოდენობა. ნივთიერების ერთი მოლი შეიცავს ავოგადროს მუდმივის ტოლი მოლეკულების ან ატომების რაოდენობას.

ამჟამად (2016) ავოგადროს რიცხვი ჯერ კიდევ გაზომვადი (და არა განსაზღვრებით მიღებული) რაოდენობაა. ასეთი პრაქტიკულად იდეალური ობიექტების არსებობისას შესაძლებელია ბურთში სილიციუმის ატომების რაოდენობის მაღალი სიზუსტით დათვლა და ამით ავოგადროს რიცხვის დადგენა. მოგვიანებით ეს ჰიპოთეზა კინეტიკური თეორიის აუცილებელი შედეგი იყო და ახლა ცნობილია როგორც ავოგადროს კანონი.

გამოთვლები ავოგადროს ნომრის გამოყენებით.

შეჩერების სვეტში სხვადასხვა სიმაღლეზე ნაწილაკების რაოდენობის დათვლამ ავოგადროს ნომერი 6,82x1023 მისცა. ავოგადროს რიცხვის გამოყენებით მიიღეს მრავალი ნივთიერების ატომებისა და მოლეკულების ზუსტი მასები: ნატრიუმი, 3,819×10–23 გ (22,9898 გ/6,02×1023), ნახშირბადის ტეტრაქლორიდი, 25,54×10–23 გ და ა.შ. ავოგადრო) - სტრუქტურული ელემენტების რაოდენობა (ატომები, მოლეკულები, იონები ან სხვა ნაწილაკები) 1 მოლში. სახელი ა.ავოგადროს პატივსაცემად, დანიშნული. ერთ-ერთი საფუძველია ა.პ.

ავოგადროს მუდმივა ერთ-ერთი ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივია. ა.ავოგადროს სახელობის. ავოგადროს დროს მისი ჰიპოთეზა თეორიულად ვერ დადასტურდა. ამრიგად, მათგან მოჰყვა, რომ წყალბადის და ქლორის თანაბარი მოცულობა იძლევა წყალბადის ქლორიდის ორჯერ მოცულობას. ავოგადრო ყველა ექსპერიმენტული მონაცემით. მოლეკულების რაოდენობას ერთ მოლში დაიწყო ეწოდა ავოგადროს მუდმივი (მას ჩვეულებრივ აღნიშნავენ NA). ხალიჩის ეს განმარტება შენარჩუნდა თითქმის ერთი საუკუნის განმავლობაში.

Cannizzaro-ს დროსაც კი აშკარა იყო, რომ რადგან ატომები და მოლეკულები ძალიან მცირეა და ისინი ჯერ არავის უნახავს, ​​ავოგადროს მუდმივი უნდა იყოს ძალიან დიდი. უპირველეს ყოვლისა, მათთვის ცხადი იყო, რომ ორივე სიდიდე ერთმანეთთან არის დაკავშირებული: რაც უფრო მცირეა ატომები და მოლეკულები, მით უფრო დიდი იქნება ავოგადროს რიცხვი. ავოგადროს მუდმივი განისაზღვრა მრავალი მეთოდით. პირდაპირი მზის ინტენსივობის თანაფარდობის გაზომვით ცისფერი ცის მიერ მიმოფანტული ინტენსივობის თანაფარდობის გაზომვით, შეიძლება განვსაზღვროთ ავოგადროს მუდმივა.

ავოგადროს მუდმივი იმდენად დიდია, რომ ძნელი წარმოსადგენია. N არის მოლეკულების რაოდენობა მოცემულ ნიმუშში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნივთიერების ერთი მოლი შეიცავს მის მასას, გამოხატული გრამებით და უდრის ამ ნივთიერების ფარდობით მოლეკულურ (ან ატომურ) მასას.

იპოვეთ წყლის მოლური მასა (H2O). 1 მოლ წყალს შეიცავს მისი 0,018 კგ და, შესაბამისად, MH2O = 0,018 კგ/მოლ. ავოგადროს რიცხვის ცოდნა ასევე შესაძლებელს ხდის მოლეკულების ზომის ან მოცულობის V0 მოლეკულაზე შეფასების საშუალებას.

დამატებითი მასალები თემაზე: მოლეკულური ფიზიკა. ჩრჩილი. ავოგადროს მუდმივი. ნივთიერების რაოდენობა.

პირველი მცდელობა იპოვონ მოლეკულების რაოდენობა, რომლებიც იკავებს მოცემულ მოცულობას, გაკეთდა 1865 წელს Y. ლოშმიდტი. ლოშმიდტის გამოთვლებიდან მოჰყვა, რომ ჰაერისთვის მოლეკულების რაოდენობა ერთეული მოცულობით არის 1,81 1018 სმ-3, რაც დაახლოებით 15-ჯერ ნაკლებია ნამდვილ მნიშვნელობაზე. სინამდვილეში, 1 სმ³ იდეალური აირის ნორმალურ პირობებში შეიცავს 2,68675 1019 მოლეკულას.

რაოდენობრივი გამოთვლები ქიმიაში

მიღებული მნიშვნელობების შესანიშნავი შეთანხმება არის მოლეკულების რეალური რაოდენობის დამაჯერებელი მტკიცებულება. ერთ-ერთი ფუნდამენტური მუდმივი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ისეთი რაოდენობების დასადგენად, როგორიცაა, მაგალითად, ატომის ან მოლეკულის მასა (იხ. ქვემოთ), ელექტრონის მუხტი და ა.შ.

ფიზიკის კალკულატორები

ფარადეის რიცხვი შეიძლება განისაზღვროს ელექტროენერგიის რაოდენობის გაზომვით, რომელიც საჭიროა 1 მოლი ვერცხლის დასაშლელად ან დასალექად. ასევე შეიძლება აჩვენოს, რომ 1 გ ნატრიუმი უნდა შეიცავდეს ამ ელემენტის დაახლოებით 3×1022 ატომს. ბოლცმანის მუდმივი, ფარადეის მუდმივი და ა.შ.). ერთ-ერთი საუკეთესო ექსპერიმენტი.

განმარტება ელექტრონის მუხტის გაზომვის საფუძველზე.

ზოგადად მთლად დაბნეული ვარ =) თუ ვინმემ ამიხსნას, დიდი მადლობელი ვიქნები! ქიმიურ პროცესებში მონაწილეობენ უმცირესი ნაწილაკები - მოლეკულები, ატომები, იონები, ელექტრონები. ნივთიერების მოლური მასა (M) არის ამ ნივთიერების ერთი მოლის მასა.

პერინის ექსპერიმენტები.

ის შედის სხვა მუდმივებში, მაგალითად, ბოლცმანის მუდმივში. ფარდობითი მოლეკულური წონის მნიშვნელობები გამოითვლება ფარდობითი ატომური მასის მნიშვნელობებიდან, რთული ნივთიერების ფორმულის ერთეულში თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობის გათვალისწინებით. ატომები და მოლეკულები უკიდურესად მცირე ნაწილაკებია; ამიტომ, ნივთიერებების ნაწილები, რომლებიც მიიღება ქიმიური რეაქციებისთვის, ხასიათდება ფიზიკური რაოდენობებით, რომლებიც შეესაბამება ნაწილაკების დიდ რაოდენობას.

ნივთიერების რაოდენობა არის ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც პირდაპირპროპორციულია იმ ნაწილაკების რაოდენობისა, რომლებიც ქმნიან მოცემულ ნივთიერებას და შედის ამ ნივთიერების მოცემულ ნაწილში. ქიმიურ გამოთვლებში, აირისებრი რეაქტორებისა და პროდუქტების მასა ხშირად იცვლება მათი მოცულობით. ეს ფიზიკური მუდმივი არის გაზის მოლური მოცულობა ნორმალურ პირობებში.

სწორედ ავოგადროს კანონი დაეხმარა მეცნიერებს სწორად დაედგინათ მრავალი მოლეკულის ფორმულა და გამოეთვალათ სხვადასხვა ელემენტების ატომური მასები.

ცნობილია, მაგალითად, ავოგადროს მუდმივის განსაზღვრის 20-ზე მეტი დამოუკიდებელი მეთოდი. ელექტრონის მუხტის ან ელექტროლიტისთვის საჭირო ელექტროენერგიის რაოდენობის გაზომვის საფუძველზე. და როდესაც ნაპოლეონის ჯარებმა დაიკავეს ჩრდილოეთ იტალია, ავოგადრო გახდა ახალი საფრანგეთის პროვინციის მდივანი. მართლაც, თუ 1 ლიტრი წყალბადი შეიცავს მოლეკულების იმავე რაოდენობას, რაც 1 ლიტრ ჟანგბადს, მაშინ ამ აირების სიმკვრივის თანაფარდობა უდრის მოლეკულების მასების თანაფარდობას.

ამისათვის მხოლოდ სხვა მსგავსი ექსპერიმენტების შედეგების ანალიზი იყო საჭირო. ეს ნაწილობრივ გამოწვეულია იმ დღეებში ქიმიური რეაქციების ფორმულებისა და განტოლებების მარტივი და მკაფიო ჩანაწერის არარსებობით. ამ თეორიის თვალსაზრისით, შეუძლებელი იყო ჟანგბადის მოლეკულის წარმოდგენა, რომელიც შედგება ორი თანაბრად დამუხტული ატომისგან!

ავოგადრომ ხაზგასმით აღნიშნა, რომ აირების მოლეკულები არ უნდა შედგებოდეს ერთი ატომისგან, მაგრამ შეიძლება შეიცავდეს რამდენიმე ატომს - იგივე ან განსხვავებული.

თანამედროვე ატომური თეორიის ქვაკუთხედი, წერდა Cannizzaro, არის ავოგადროს თეორია... ვინ ვერ დაინახავს მეცნიერების ამ ხანგრძლივ და გაუცნობიერებელ წრეს ირგვლივ და იმ მიზნის მიმართულებით, რომელიც გადამწყვეტ მტკიცებულებას წარმოადგენს ავოგადროსა და ამპერის თეორიის სასარგებლოდ. ?

რაც უფრო მეტი ატომები ან მოლეკულებია მაკროსკოპულ სხეულში, აშკარად მეტი ნივთიერება შეიცავს ამ სხეულს. მაკროსკოპულ სხეულებში მოლეკულების რაოდენობა უზარმაზარია. ამ მნიშვნელობას ეწოდა ლოშმიდტის რიცხვი (ან მუდმივი). სხვადასხვა გაზების თანაბარი მოცულობა ერთსა და იმავე პირობებში შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას.

2017 წლის 21 იანვარი

მოლში ნივთიერების ოდენობისა და ავოგადროს რიცხვის გაცნობით, ძალიან ადვილია გამოვთვალოთ რამდენ მოლეკულას შეიცავს ეს ნივთიერება. უბრალოდ გაამრავლეთ ავოგადროს რიცხვი ნივთიერების რაოდენობაზე.

N=N A *ν

და თუ თქვენ მოხვედით კლინიკაში ტესტების გასაკეთებლად, მაგალითად, სისხლში შაქრისთვის, ავოგადროს რიცხვის ცოდნით, შეგიძლიათ მარტივად გამოთვალოთ შაქრის მოლეკულების რაოდენობა თქვენს სისხლში. ისე, მაგალითად, ანალიზმა აჩვენა 5 მოლი. ამ შედეგს ვამრავლებთ ავოგადროს რიცხვზე და ვიღებთ 3,010,000,000,000,000,000,000,000 ცალი. ამ ფიგურის დათვალიერებისას, ცხადი ხდება, რატომ თქვეს უარი მოლეკულების ნაწილებად გაზომვაზე და დაიწყეს მათი მოლში გაზომვა.

მოლური მასა (M).

თუ ნივთიერების რაოდენობა უცნობია, მაშინ მისი პოვნა შესაძლებელია ნივთიერების მასის მოლარულ მასაზე გაყოფით.

N=N A * m / M .

ერთადერთი კითხვა, რომელიც შეიძლება წარმოიშვას აქ არის: "რა არის მოლური მასა?" არა, ეს არ არის მხატვრის მასა, როგორც შეიძლება ჩანდეს!!! Მოლური მასაარის ნივთიერების ერთი მოლის მასა. აქ ყველაფერი მარტივია, თუ ერთი მოლი შეიცავს N A ნაწილაკებს (ანუ ტოლია ავოგადროს რიცხვი), შემდეგ, ერთი ასეთი ნაწილაკის მასის გამრავლება m0ავოგადროს რიცხვით ვიღებთ მოლარულ მასას.

M=m 0 *N A .

Მოლური მასაარის ნივთიერების ერთი მოლის მასა.

და კარგია თუ ცნობილია, მაგრამ თუ არა? ჩვენ უნდა გამოვთვალოთ ერთი მოლეკულის მასა m 0. მაგრამ არც ეს არის პრობლემა. თქვენ მხოლოდ უნდა იცოდეთ მისი ქიმიური ფორმულა და ხელთ გქონდეთ პერიოდული ცხრილი.

ფარდობითი მოლეკულური წონა (Mr).

თუ ნივთიერების მოლეკულების რაოდენობა არის ძალიან დიდი მნიშვნელობა, მაშინ ერთი მოლეკულის მასა m0, პირიქით, ძალიან მცირე მნიშვნელობაა. ამიტომ, გამოთვლების მოხერხებულობისთვის, ჩვენ გავაცანით ფარდობითი მოლეკულური წონა (Mr). ეს არის ნივთიერების ერთი მოლეკულის ან ატომის მასის თანაფარდობა ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-თან. მაგრამ ამან არ შეგაშინოთ, ატომებისთვის ეს მითითებულია პერიოდულ სისტემაში, ხოლო მოლეკულებისთვის ის გამოითვლება როგორც მოლეკულაში არსებული ყველა ატომის ფარდობითი მოლეკულური მასების ჯამი. ფარდობითი მოლეკულური წონა იზომება ატომური მასის ერთეულები (a.m.u.)კილოგრამების მიხედვით 1 ამუ = 1,67 10 -27 კგ.ამის ცოდნა, ჩვენ შეგვიძლია მარტივად განვსაზღვროთ ერთი მოლეკულის მასა ფარდობითი მოლეკულური მასის 1,67 10 -27-ზე გამრავლებით.

მ 0 \u003d M r * 1.67 * 10 -27.

შედარებითი მოლეკულური წონა- ერთი მოლეკულის ან ნივთიერების ატომის მასის თანაფარდობა ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-თან.

ურთიერთობა მოლარულ და მოლეკულურ წონას შორის.

გაიხსენეთ მოლური მასის პოვნის ფორმულა:

M=m 0 *N A .

როგორც m 0 \u003d M r * 1.67 10 -27,ჩვენ შეგვიძლია გამოვხატოთ მოლური მასა შემდეგნაირად:

M=Mრ *N A *1.67 10 -27 .

ახლა, თუ ავოგადროს რიცხვს N A გავამრავლებთ 1,67 10 -27-ზე, მივიღებთ 10 -3, ანუ ნივთიერების მოლური მასის გასარკვევად საკმარისია მისი მოლეკულური წონა 10 -3-ზე გავამრავლოთ.

M=Mრ *10 -3

მაგრამ ნუ იჩქარებთ ამ ყველაფრის გაკეთებას მოლეკულების რაოდენობის გამოთვლით. თუ ვიცით m ნივთიერების მასა, მაშინ მისი გაყოფა მოლეკულის მასაზე m 0, მივიღებთ ამ ნივთიერების მოლეკულების რაოდენობას.

N=m/m0

რა თქმა უნდა, მოლეკულების დათვლა უმადურ ამოცანას წარმოადგენს, ისინი არა მხოლოდ მცირეა, არამედ მუდმივად მოძრაობენ. რომ და შეხედე დაიკარგები და ისევ დათვლა მოგიწევს. მაგრამ მეცნიერებაში, ისევე როგორც ჯარში, არის ასეთი სიტყვა "აუცილებელი" და, შესაბამისად, ატომები და მოლეკულებიც კი იყო დათვლილი ...

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, A.S. პუშკინის თანამედროვემ, პირველმა გაიგო, რომ ნივთიერების ერთ გრამ ატომში (მოლში) ატომების 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, როდესაც გამოხატულია გრამებში, 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 (40,08 + 2 18,998) = 78,076 გ და შეიცავს (დაახლოებით) (დაახლოებით . 02 10 23 მოლეკულები.

2011 წლის ბოლოს, წონებისა და ზომების XXIV გენერალურ კონფერენციაზე, ერთხმად იქნა მიღებული წინადადება, რათა განისაზღვროს მოლი ერთეულების საერთაშორისო სისტემის (SI) მომავალ ვერსიაში ისე, რომ თავიდან იქნას აცილებული მისი კავშირი განმარტებასთან. 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.

ამ მუდმივას სახელი ეწოდა 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 ტოლია 22,41383 ლიტრი (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 მუდმივების რიცხვი ხშირად მოიცავს ბევრ წარმოებულ სიდიდეს (მაგალითად, გაზის მუდმივი R, კლასიკური ელექტრონული რადიუსი r e = e 2 /m e c 2 და ა.შ.) ან, როგორც მოლური მოცულობის შემთხვევაში, ზოგიერთი ფიზიკური პარამეტრის მნიშვნელობას. დაკავშირებული სპეციფიკურ ექსპერიმენტულ პირობებთან, რომლებიც არჩეულია მხოლოდ მოხერხებულობის გამო (წნევა 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 კი" 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

> ავოგადროს ნომერი

გაარკვიე რა არის ავოგადროს ნომერილოცვებში. შეისწავლეთ მოლეკულების ნივთიერების ოდენობის თანაფარდობა და ავოგადროს რიცხვი, ბრაუნის მოძრაობა, აირის მუდმივი და ფარადეი.

მოლეკულების რაოდენობას მოლში ეწოდება ავოგადრო რიცხვი, რომელიც არის 6,02 x 10 23 მოლი -1.

სასწავლო დავალება

• გაიგეთ ურთიერთობა ავოგადროს რიცხვსა და ხალებს შორის.

ძირითადი პუნქტები

• ავოგადრო ვარაუდობს, რომ ერთიანი წნევისა და ტემპერატურის შემთხვევაში, გაზის თანაბარი მოცულობა შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას.
• ავოგადროს მუდმივი მნიშვნელოვანი ფაქტორია, რადგან ის აკავშირებს სხვა ფიზიკურ მუდმივებსა და თვისებებს.
• ალბერტ აინშტაინს სჯეროდა, რომ ეს რიცხვი შეიძლება გამოეყოთ ბრაუნის მოძრაობის რაოდენობებს. ის პირველად გაზომა 1908 წელს ჟან პერენის მიერ.

Ვადები

• გაზის მუდმივი არის უნივერსალური მუდმივა (R), რომელიც წარმოიქმნება იდეალური გაზის კანონიდან. იგი ამოღებულია ბოლცმანის მუდმივიდან და ავოგადროს რიცხვიდან.
• ფარადეის მუდმივი არის ელექტრული მუხტის რაოდენობა ელექტრონის მოლზე.
• ბრაუნის მოძრაობა არის ელემენტების შემთხვევითი გადაადგილება, რომელიც წარმოიქმნება სითხეში ცალკეულ მოლეკულებთან ზემოქმედების შედეგად.

თუ ნივთიერების რაოდენობის ცვლილება შეგექმნათ, მაშინ უფრო ადვილია მოლეკულების რაოდენობის გარდა სხვა ერთეულის გამოყენება. მოლი არის ძირითადი ერთეული საერთაშორისო სისტემაში და გადასცემს ნივთიერებას, რომელიც შეიცავს იმდენი ატომს, რამდენიც ინახება 12 გ ნახშირბად-12-ში. ნივთიერების ამ რაოდენობას ავოგადროს რიცხვი ეწოდება.

მან მოახერხა სხვადასხვა გაზების ერთი და იგივე მოცულობის მასებს შორის კავშირის დამყარება (ერთნაირი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში). ეს ხელს უწყობს მათი მოლეკულური წონის ურთიერთობას

ავოგადროს რიცხვი გადმოსცემს მოლეკულების რაოდენობას ერთ გრამ ჟანგბადში. არ დაგავიწყდეთ, რომ ეს არის ნივთიერების რაოდენობრივი მახასიათებლის მითითება და არა დამოუკიდებელი გაზომვის ზომა. 1811 წელს ავოგადრომ გამოიცნო, რომ გაზის მოცულობა შეიძლება იყოს ატომების ან მოლეკულების რაოდენობის პროპორციული და ამაზე გავლენას არ მოახდენს აირის ბუნება (რიცხვი უნივერსალურია).

ჟან პერინმა 1926 წელს მიიღო ნობელის პრემია ფიზიკაში ავოგადროს მუდმივის გამოყვანისთვის. ასე რომ, ავოგადროს რიცხვია 6,02 x 10 23 მოლი -1.

მეცნიერული მნიშვნელობა

ავოგადროს მუდმივი ასრულებს მნიშვნელოვან რგოლს მაკრო და მიკროსკოპულ ბუნებრივ დაკვირვებებში. ის ერთგვარად აშენებს ხიდს სხვა ფიზიკური მუდმივებისთვის და თვისებებისთვის. მაგალითად, ადგენს კავშირს გაზის მუდმივ (R) და ბოლცმანს (k) შორის:

R = kN A = 8.314472 (15) J mol -1 K -1.

ასევე ფარადეის მუდმივას (F) და ელემენტარულ მუხტს (e) შორის:

F = N A e = 96485.3383 (83) C მოლი -1.

მუდმივი გაანგარიშება

რიცხვის განსაზღვრა გავლენას ახდენს ატომის მასის გამოთვლაზე, რომელიც მიიღება გაზის მოლის მასის ავოგადროს რიცხვზე გაყოფით. 1905 წელს ალბერტ აინშტაინმა შესთავაზა მისი გამოყვანა ბრაუნის მოძრაობის სიდიდეებზე დაყრდნობით. სწორედ ეს იდეა გამოსცადა ჟან პერენმა 1908 წელს.

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 თანაფარდობა, 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 მიმართ (მითითებულია 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.