Число Авогадро

В химии и физике число Авогадро - это число частиц, обычно атомов или молекул, которые содержатся в 1 моле вещества. Таким образом, это коэффициент пропорциональности, который сопоставляет молярную массу составляющих с массой образца. Число Авогадро часто обозначается символом N_A или L. Также известно как постоянная Авогадро и константа Авогадро.

Эта величина названа в честь итальянского ученого, физика и химика Амедео Авогадро. Именно он установил важный физический закон - закон Авогадро, на основании которого определяют атомную и молекулярную массу. Число Авогадро является коэффициентом масштабирования между макроскопическими и микроскопическими (в масштабе атомов) представлениями об окружающем мире. Как таковой он обеспечивает связь между другими физическими константами и свойствами.

Впервые официально точное значение числа Авогадро было установлено в 2010 г. в ходе экспериментов с двумя сферами, изготовленными из кремния-28. Согласно полученным данным, величина числа была 6,02214084(18)×10²³ моль^-1. Эти данные затем неоднократно перепроверяли и значение константы менялось. По данным на 2016 год, число Авогадро все еще является измеряемой единицей, а не принимаемой по умолчанию. Последнее рекомендованное значение - N_A = 6,022 140 82(11)·10²³ моль^-1.

Калькулятор вычисляет число Авогадро по количеству атомов в образце, его средней атомной массе, плотности и объёму по формуле \[ N_A = \dfrac{z \cdot m}{d \cdot v} \], где z - число атомов, m - средняя атомная масса (г/моль), d - плотность (г/см³), v - объём (см³).

Число Авогадро вычисляется по формуле \[ N_A = \dfrac{z \cdot m}{d \cdot v} \], где z - количество атомов в образце, m - средняя атомная масса (г/моль), d - плотность (г/см³), v - объём (см³). Произведение d · v даёт массу образца в граммах, а отношение z · m / (d · v) связывает микроскопическое число частиц с макроскопической массой.

Где используется. Константа нужна в химии, физике и метрологии для перевода между количеством вещества в молях и числом частиц, при калибровке весов, в экспериментах по определению фундаментальных констант и при расчёте молекулярных и атомных масс.

Для чего. Зная N_A, можно перейти от массы макроскопического образца к числу атомов или молекул в нём и обратно - это основа молярных расчётов в лаборатории и на производстве.

Пример. Для кремниевой сферы с z = 2,149 · 10²⁵ атомов, m = 27,976 г/моль, d = 2,329 г/см³, v = 429 см³: \[ N_A = \dfrac{2{,}149 \cdot 10^{25} \cdot 27{,}976}{2{,}329 \cdot 429} \] \[ \approx 6{,}022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \] - близко к современному рекомендованному значению.

Интересный факт. С 20 мая 2019 года постоянная Авогадро входит в Международную систему единиц (СИ): 1 моль определяется как содержащий ровно 6,022 140 76 · 10²³ элементарных сущностей. До этого константу измеряли экспериментально, в том числе методом идеально шлифованных кремниевых сфер.

Частые вопросы

Какие единицы нужны? Атомная масса - г/моль, плотность - г/см³, объём - см³. Количество атомов - безразмерное число.

Можно ли вводить числа в виде 6.022e23? Да, поддерживается экспоненциальная запись для очень больших значений.

Чем отличается от молярной массы? N_A - число частиц в одном моле (моль^-1), а молярная масса - масса одного моля вещества (г/моль).