عدد آووگادرو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو

عدد آووگادرو یا ثابت آووگادرو، تعداد اتم‌ها با مولکول‌های یک مول ماده است. این ثابت به افتخار شیمیدان ایتالیایی آمادئو آووگادرو نامگذاری شده است. بر طبق تعریف اولیه به تعداد اتمهای ۱۲ گرم کربن، با ایزوتوپ ۱۲C گفته می‌شود و برابر است با:

این مقدار دقیقاً برابر است با تعداد اتمها یا مولکول‌ها در یک مقدار ماده، که آنرا مول می‌نامیم.

اندازه‌گیری[ویرایش]

عدد آووگادرو را از رابطه زیر می‌توان به دست آورد:

که در آن n۰ تعداد ذرات در واحد حجم یک گاز ایده‌آل است:

و برابر است با: ‎ (۲٫۶۸۶ ۷۷۷۴ ± ۰٫۰۰۰ ۰۰۴۷) × ۱۰۲۳ m−۳ ‏ در ۲۷۳٫۱۵ کلوین و ۱۰۱٫۳۲۵ کیلو پاسکال است.

مثال[ویرایش]

۱) جرم یک مول هلیوم-۴ تقریباً برابر با ۴ گرم و جرم یک مول آب حدود ۱۸ گرم است.

۲) اگر به تعداد عدد آووگادرو سکه ۵۰۰ ریالی را روی همدیگر قرار دهیم، طول آن به انتهای زمین تا ماه خواهد رسید!

نحوه محاسبه[ویرایش]

یکی از روش‌ها برای بدست آوردن مقدار این عدد، روشهای الکترو شیمیایی و بلورشناسی است. در روش بلورشناسی مثلاً یک عنصر را در نظر می‌گیرند سپس با دستگاه‌های دقیق ساختار عنصر و طول هریک از اضلاع سلول واحد بلور و وزن اتمی عنصر و وزن حجمی آن را مشخص می‌کنند. سپس به کمک یک عملیات ریاضی می‌توان به عدد آووگادرو دست یافت.

به عنوان مثال نیکل در سیستم مکعبی با وجوه مرکز پر متبلور می‌شود. طول هر یک از اضلاع سلول واحد ۵۲/۳ آنگسترم، وزن اتمی نیکل ۷/۵۸ و وزن حجمی آن ۹۴/۸ است .

حال به کمک این داده‌ها عدد آووگادرو را حساب می‌کنیم: هر سلول واحد دارای چهار اتم نیکل است. اگر عدد آووگادرو را N در نظر بگیریم، وزن هر اتم برابر ۷/۵۸ تقسیم بر N گرم خواهد بود .

وزن هر سلول واحد چهار برابر این مقدار و حجم آن برابر(۵۲/۳ ضرب در ده به توان منفی هشت) کل این مقدار به توان سه، سانتیمتر مکعب است. حال اکر این دو را تقسیم کنیم چگالی نیکل بدست می‌آید که البته ضریبی است از Nبا توجه به اینکه می‌دانیم چگالی نیکل برابر است با ۹۴/۸ پس با می‌توانیم مقدارN را که همان عدد آووگادرو است حساب کرد .

اگر بخواهیم از روش الکترو شیمی استفاده کنیم بایستی عدد فاراده را تقسیم بر بار یک الکترون تنها کنیم که در این صورت مقدار عدد آووگادرو حساب می‌شود .

NAعددی است که باروشهای بسیاری ازجمله سنجش‌های حرکت براونی ، با ر الکتریکی وشمارش ذرات α تعیین شده‌است. درسال ۱۹۰۵ ویلیام رامسی وفردریک سادی بااستفاده از رادیم آزمایشی برای تعیین ثابت آووگادروابداع نمودند. اتم رادیم پرتوزا براثر واپاشی یک ذره آلفاگسیل می‌کند که با به دست آوردن دوالکترون به اتم هلیم تبدیل می‌شود .

اگر حجم هلیم تولید شده به ازای مقدارمشخصی رادیم واپاشی شده را ، پس از مدت زمانی جمع‌آوری واندازه‌گیری کنیم مقدار NA را محاسبه کنیم.

روش دیگر ، بامتبلورکردن یک مول I2 وسپس بابررسی آن به وسیله پراش اشعه X می‌توان تعدادمولکول‌های ید را در بلور معین نمود؛ که برابر عددآووگادرو می‌باشد. ثابت آووگادرو را به راه‌های دیگری نظیر پراگندگی نور وآزمایش قطره روغن میلیکان نیز می‌توان اندازه‌گیری کرد.

شیمیدانان ثابت آووگادرو را طوری انتخاب نمودند که جرم NAاتم برحسب گرم معادل یک اتم برحسب واحدهای جرم اتمی باشد.

استفاده[ویرایش]

در بسیاری از محاسبات شیمی و فیزیک برای به دست آوردن تعداد ذرات ماده (مولکولی، یونی، اتمی) کاربرد دارد.



منابع[ویرایش]

1-Silberberg ,M.S. , Pinciples of general Chemstry ,Mc GrawHill, 2007

www.chemstryworld.com[۱]

  1. «International Union of Pure and Applied Chemistry». IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry. بازبینی‌شده در 2019-03-22.