阿伏加德罗
阿伏加德罗(1776-1856)意大利化学家、物理学家。1776年8月9日生于都灵市,
出自于律师家庭。20岁时获得法学博士学位,做过多年律师。24岁起兴趣转到物理学和数
学方面,后来成为都灵大学的物理学教授。阿伏加德罗的主要贡献是他于1811年提出了著
名的阿伏加德罗假说,即在同一温度、同一压强下,相同体积的任何气体所包含的分子个
数相同。根据这一假说可以得到下面的结果:在相同温度相同压强之下,任何两种气体的
相对分子质量都与其气体密度成正比。这样相对分子质量(或化学式量)就可以被直接测
定了。但是由于当时阿伏加德罗没有对他的假说提出实验证明,以致其假说不易被人接受。
直到1860年康尼扎罗用实验论证并在卡尔斯鲁厄化学会议上予以阐述后,该假说才获公认,
成为现在的阿伏加德罗定律。
阿伏加德罗是意大利化学家。1776年8月9日生于都灵。1792年进入都灵大学学习医学。
1800左右开始转向研究数学、物理、化学和哲学。
阿伏加德罗对化学杰出贡献是1811年提出分子假说。他指出“一切气体,在相同条件下,
相同的体积中含有相同数目的分子”。但由于阿伏加德罗没有提出实验论据,他的这个观
点没被当时的人们接受,被搁置了近半个世纪。直到1860年康尼查罗用实验论证并在卡尔
斯鲁厄首届国际化学会议上阐述后,分子假说才被公认。现在叫做阿伏加德罗定律:同温
同压下,相同体积的气体,含有同样数目的分子。
阿伏加德罗从分子假说推出,要测定单质或化合物的相对质量,只要把它们变成气体,测
定它的密度就可以了。他用这种方法根据测定物质在气态时的密度,确定了一些物质的相
对质量,也就是它们的相对分子质量。如氢气为2.01,氧气为32,水为18.016等。
阿伏加德罗根据分子假说阐明了分子和原子的区别和联系,并提出原子是参加化学反应的
最小质点,分子是保持物质一定特性的最小单位,分子是由原子组成的。单质分子是由相
同元素的原子组成,化合物分子则由不同元素的原子组成。在化学反应中,不同物质分子
间各原子重新结合成新物质的分子。
阿伏加德罗还研究了比热、电学、液体热膨胀、酸碱对抗作用等问题。著有《物理学教科
书》共四卷。1856年7月9日他在都灵逝世。为了纪念阿伏加德罗对化学所作的重大贡献,
把1mol任何物质所含的分子数叫做阿伏加德罗常数,用NA表示,现在的较精确值是
6.02205×1023。
生平简介
阿伏加德罗(AmeldeoAvogardo,1776~1856)意大利物理学家、化学家。1776
年8月9日生于都灵的一个贵族家庭。1792年8月9日入都灵大学学习法学,1796年
获法学博士,以后从事律师工作。1800~1805年又专门攻读数学和物理学,尔后主
要从事物理学、化学研究。
1811年,提出分子说:分子由原子组成。推出同体积气体在同温同压下含有同数
目的分子,又称阿伏加德罗定律。
1803年他发表了第一篇科学论文。1809年任韦尔切利学院自然哲学教授。1811
年被选为都灵科学院院士。
阿伏加德罗毕生致力于原子-分子学说的研究。1811年,他发表了题为《原子相
对质量的测定方法及原子进入化合物时数目之比的测定》的论文。他以盖·吕萨克气体
化合体积比实验为基础,进行了合理的假设和推理,首先引入了“分子”概念,并把它与
原子概念相区别,指出原子是参加化学反应的最小粒子,分子是能独立存在的最小粒
子。单质的分子是由相同元素的原子组成的,化合物的分子则由不同元素的原子所组
成。文中明确指出:“必须承认,气态物质的体积和组成气态物质的简单分子或复合分
子的数目之间也存在着非常简单的关系。把它们联系起来的一个、甚至是唯一容许的
假设,是相同体积中所有气体的分子数目相等”。这样就可以使气体的原子量、分子量
以及分子组成的测定与物理上、化学上已获得的定律完全一致。阿伏加德罗的这一假
说,后来被称为阿伏加德罗定律。
阿伏加德罗还根据他的这条定律详细研究了测定分子量和原子量的方法,但他的
方法长期不为人们所接受,这是由于当时科学界还不能区分分子和原子,分子假说很
难被人理解,再加上当时的化学权威们拒绝接受分子假说的观点,致使他的假说默默
无闻地被搁置了半个世纪之久,这无疑是科学史上的一大遗憾。直到1860年,意大利
化学家坎尼扎罗在一次国际化学会议上慷慨陈词,声言他的本国人阿伏加德罗在半个
世纪以前已经解决了确定原子量的问题。坎尼扎罗以充分的论据、清晰的条理、易懂
的方法,很快使大多数化学家相信阿化加德罗的学说是普遍正确的。但这时阿伏加德
罗已经在几年前默默地死去了,没能亲眼看到自己学说的胜利。
阿伏加德罗是第一个认识到物质由分子组成、分子由原子组成的人。他的分子假
说奠定了原子一分子论的基础,推动了物理学、化学的发展,对近代科学产生了深远
的影响。他的四卷著作《有重量的物体的物理学》(1837~1841年)是第一部关于分子物理学的教程。
1856年7月9日阿伏加德罗在都灵逝世。
阿伏加德罗常数
阿伏伽德罗常数指摩尔微粒(可以是分子、原子、离子、电子等)所含的微粒的数目。
阿伏加德罗常数一般取值为6.023×10^23/mol。 12.000g12C中所含碳原子的数
目,因意大利化学家阿伏加德罗而得名,具体数值是6.0221367×10^23.包含阿伏加
德罗常数个微粒的物质的量是1mol.例如1mol铁原子,质量为55.847g,其中含
6.0221367×10^23个铁原子;1mol水分子的质量为18.010g,其中含6.0221367×
10^23个水分子;1mol钠离子含6.0221367×10^23个钠离子; 1mol电子含
6.0221367×10^23个电子.
这个常数可用很多种不同的方法进行测定,例如电化当量法,布朗运动法,油滴法,X
射线衍射法,黑体辐射法,光散射法等.这些方法的理论根据各不相同,但结果却几乎一
样,差异都在实验方法误差范围之内.这说明阿伏加德罗常数是客观存在的重要数据.现
在公认的数值就是取多种方法测定的平均值.由于实验值的不断更新,这个数值历年略
有变化,在20世纪50年代公认的数值是6.023×10^23,1986年修订为6.0221367×
10^23.
由于现在已经知道m=n·M/NA,因此只要有物质的式量和质量,NA的测量就并非
难事。但由于NA在化学中极为重要,所以必须要测量它的精确值。现在一般精确的测
量方法是通过测量晶体(如晶体硅)的晶胞参数求得。
测定阿伏加德罗常数
已知NaCl晶体中靠的最近的Na+与Cl-的距离为d 其密度为P 摩尔质量为M
计算阿伏加德罗常数的公式
1mol NaCl 的体积为 V=M/P
而NaCl是立方晶体,四个NaCl分子所占的体积是(2d)^3
1mol NaCl 的个数为 V/[(2d)^3/4]=V/2d^3
所以阿伏加德罗常数=M/2Pd^3
如果P是原子密度,则八个原子所占的体积是(2d)^3
阿伏加德罗常数=M/Pd^3
“阿伏加德罗常数”现称“阿伏加德罗常量”
阿伏伽德罗定律
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
注意:1.范围:气体
2.条件:同温 同压 同体积
3.特例:气体摩尔体积
推论:[为理想气体状态下]
P:压强
V:体积
n:物质的量
R:常数
T:温度(开尔文=273+t t为摄氏度)
1. p1V1/T1=p2V2/T2
2.pV=nRT=mRT/M(R为常数)
3.同温同压 V1/V2=N1/N2=n1/n2 ρ1/ρ2=n1/n2= N1/N2
4.同温同体积 p1/p2=n1/n2=N1/N2
5.同温同压同质量V1/V2=M2/M1
6.同温同压同体积m1/m2=M1/M2
阿伏伽德罗计划
一百多年以来,人们一直以存放于法国巴黎的由铂铱合金制成的国际千克原器为
“千克”的标准。不过德国一家科研机构最近宣布,借助一个“完美硅球”,科学家正尝试重
新定义“千克”。
德国计量科学研究院日前发布的新闻公报介绍,该机构和俄罗斯、澳大利亚等国的
科学家联合进行的“阿伏伽德罗计划”已经获得重要进展,目前已制成了由硅28构成的一
个完美球体。科学家希望借助这个硅球重新定义质量单位“千克”。
据德国媒体报道,现有的由铂铱合金制成的国际千克原器存放于法国首都巴黎,但它
已“神秘地”比原来轻了50微克,给从事科学研究和数据统计等精密工作的人带来不少麻
烦。
“阿伏伽德罗计划”的目的是通过精确测算出“完美硅球”内究竟有多少个原子,从而
在测定阿伏伽德罗常数(即一摩尔任何物质中所包含的基本单元数)中获得新的突破,进
而将质量单位“千克”的标准回归到与恒定常数相关的定义中,而不是依靠一个“原器”,或
者其他什么会变化的东西来计量。
德国等国科学家制造的这个“完美硅球”球体非常接近理想球体,由球体中心至表面
任何一点的距离误差不超过3千万分之一毫米。这个球体的直径大约为10厘米,它的
99.99%是由硅28构成的,晶体结构近乎完美。
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