Kas yra Avogadro numeris?

Avogadro skaičius, dar žinomas kaip Avogadro konstanta, apibrėžiamas kaip atomų kiekis tiksliai 12 gramų 12C. Pavadinimas yra Amedeo Avogadro pripažinimas, kuris pirmasis pareiškė, kad dujų tūris yra proporcingas atomų kiekiui jose. Šis skaičius pateikiamas kaip 6.02214179 x 1023 mol-1.
Amadeo Avogadro gyveno XIX amžiaus pradžioje ir buvo italų žinovas, žinomas dėl savo vaidmens įvairiose mokslo srityse. Garsiausias jo teiginys yra žinomas kaip Avogadro dėsnis ir yra hipotezė, teigianti: „Vienoduose idealių arba tobulų dujų tūriuose toje pačioje temperatūroje ir slėgyje yra tiek pat dalelių arba molekulių“.

Tai intriguojanti hipotezė, nes joje teigiama, kad gana skirtingi elementai, tokie kaip azotas ir vandenilis, vis dar turi tą patį molekulių skaičių tame pačiame idealių dujų tūryje. Nors realiame pasaulyje tai nėra visiškai tiesa, statistiškai tai yra gana artima, todėl idealus modelis vis dar turi didelę vertę.

Konstanta gali būti išreikšta kaip (p1)(V1)/(T1)(n1) = (p2)(V2)/(T2)(n2) = konstanta; kur p yra dujų slėgis, T yra jų temperatūra, V yra dujų tūris ir n yra molinių vienetų skaičius.
Dalis Avogadro genialumo ir nors šis skaičius buvo pavadintas jo vardu, yra tai, kad jis sugebėjo pamatyti šį esminį ryšį daug anksčiau nei buvo gauti eksperimentiniai įrodymai, patvirtinantys jį. Jo įgimtas idealių dujų prigimties supratimas buvo stulbinantis, ir tik po dešimtmečių eksperimentiniai įrodymai galiausiai patvirtino jo hipotezę.

1860-aisiais, praėjus daugiau nei 50 metų po to, kai Avogadro pirmą kartą iškėlė savo hipotezę, Austrijos vidurinės mokyklos mokytojas Josefas Loschmidtas apskaičiavo, kiek molekulių yra viename kubiniame dujų centimetre esant tipiniam slėgiui ir temperatūrai. Jis nustatė, kad tai yra maždaug 2.6 x 1019 molekulių, dabar šis skaičius žinomas kaip Loschmidto konstanta ir nuo to laiko buvo padidintas iki 2.68677725X1025 m-3.

Pirmaisiais XX amžiaus metais buvo ieškoma tiksli Avogadro numerio vertė. Iki XX amžiaus pradžios daugeliui mokslininkų molekulės tebebuvo teorinės būtybės, todėl iš tikrųjų nustatyti vertę eksperimentu buvo neįmanoma. Tačiau kai tai tapo įmanoma, iš karto tapo aišku, kad vertė yra svarbi, nes ji atspindi esminę idealių dujų prigimtį.

Pavadinimą „Avogadro skaičius“ 1909 m. straipsnyje pirmą kartą pavartojo mokslininkas Jeanas Baptiste’as Jeanas Perrinas, kuris vėliau 1926 m. laimėjo Nobelio fizikos premiją. Straipsnyje jis teigė, kad „Nekintamasis skaičius N yra universali konstanta, kuri gali būti atitinkamai pavadinta „Avogadro konstanta“.
Daugelį metų iki septintojo dešimtmečio kilo ginčų dėl tikrosios šio skaičiaus vertės. Kai kurios frakcijos naudojo deguonį-1960, kad pagrįstų savo skaičiavimus, o kitos naudojo natūraliai susidarantį deguonies izotopą, todėl vertės šiek tiek skiriasi. 16 m. konstanta buvo pakeista, kad ji būtų pagrįsta anglies-1960, todėl skaičius tapo daug reguliaresnis.