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阿伏伽德羅常數

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物理和化學中都非常常見的重要常數。

阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅常數
物理學和化學中重要常數之一,為義大利化學家阿伏伽德羅發現而得名。1摩爾任何物質,其中含有的粒子數都相同,都等於12克碳—12中含有的原子數。這個數叫做阿伏伽德羅常數,其值為NA=6.022045×1023摩-1。阿伏伽德羅常數的測定陝西師範大學化學系張八合每摩爾任何物質中含有約6.02×1023個原子(分子、離子或電子及其它粒子)這個數字稱為阿伏伽德羅常數,阿伏伽德羅常數是指在一定的溫度和壓力條件下22.41升的氣體含有6D23X10』個分子.目前阿伏伽德羅常數代表的是碳的同位素C」為12克時所含的分子數。

1 阿伏伽德羅常數 -概念介紹

阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅常數
阿伏加德羅常數的定義值是指12g12C中所含的原子數,6.02×10²³這個數值是阿伏加德羅常數的近似值,兩者是有區別的.阿伏加德羅常數的符號為NA,不是純數,其單位為mol-1.阿伏加德羅常數可用多種實驗方法測得,到目前為止,測得比較精確的數據是6.0221367×10²³mol-1,這個數值還會隨測定技術的發展而改變.把每摩爾物質含有的微粒定為阿伏加德羅常數而不是說含有6.02×10²³,在定義中引用實驗測得的數據是不妥當的,不要在概念中簡單地以"6.02×10²³來代替「阿伏加德羅常數」。


2 阿伏伽德羅常數 -衡量方法

阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅常數
阿伏加德羅常數是有量綱的,就是那麼一堆東西,那麼多粒子就叫1mol。就類似「一個」,摩爾就是「一堆」那麼一堆數量就叫一摩爾,它實際上是物質的量的單位,說白了就是粒子「堆」數的單位,多想想就能理解了。相對分子質量不能加單位,摩爾質量要加單位,兩者數值上相等

資料一
摩爾是表示物質的量的單位,每摩爾物質含有阿伏加德羅常數個微粒。摩爾是國際單位制中的基本單位之一,用於表示物質的量,簡稱摩,符號為mol。1971年第十四屆國際計量大會規定:「摩爾是一系統的物質的量,該系統中所包含的基本單元數與0.012kg碳—12的原子數目相等。使用摩爾時應予以指明基本單元,它可以是原子、分子、離子、電子及其他粒子,或是這些粒子的特定組合。」摩爾好似一座橋樑把單個的、肉眼看不見的微粒跟大數量的微粒集體、可稱量的物質之間聯繫起來了。在化學計算中應用摩爾十分方便。

資料二
阿伏加德羅常數,0.012kg12C中所含的原子數目叫做阿伏加德羅常數。阿伏加德羅常數的符號為NA。阿伏加德羅常的近似值為:6.02×10^23/mol。
符號:NA
含義:1mol任何粒子所含的粒子數均為阿伏加德羅常數個

3 阿伏伽德羅常數 -人物簡介

阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅
阿伏伽德羅(AmeldeoArogadro1776~1856)義大利自然科學家。1776年8月9日生於都靈的一個貴族家庭,早年致力於法學工作。1792年入都靈大學學習法學,1796年獲法學博士學位。畢業后當律師。,1796年得法學博士后曾任地方官吏。他從1800年起開始自學數學和物理學。1803年發表了第一篇科學論文。1804年他被都靈科學院選為通訊院士,,1806年任都靈大學講師。1809年任末爾利學院自然哲學教授。1819年當選院士。,1820年都靈大學設立了義大利的第一個物理講座,他被任命為此講座的教授,1822年由於政治上的原因,這個講座被撤銷,直到1832年才恢復,1833年阿伏伽德羅重新擔任此講座的教授,直到1850年退休。他還擔任過義大利度量衡學會會長,由於他的努力,使公制在義大利得到推廣。1856年7月9日在阿伏伽德羅在都靈逝世。終年80歲。

1811年他發現了阿伏伽德羅定律,即在標準狀態(0℃,1個標準大氣壓,即1.01325×10^5Pa),同體積的任何氣體都含有相同數目的分子,而與氣體的化學組成和物理性質無關。它對科學的發展,特別是原子量的測定工作,起了重大的推動作用。此後,又發現了阿伏伽德羅常數,即,1mol的任何物質的分子數都為6.023×10^23個分子。他的發現當時沒有引起化學家的注意,以致在原子與分子、原子量與分子量的概念上繼續混亂了近50年。直至他死後2年,S.康尼查羅指出應用阿佛加德羅理論可解決當時化學中的許多問題,以及1860年在卡爾斯魯厄重新宣讀了他的論文之後,他的理論才被許多化學家所接受。1871年V.邁爾應用阿佛加德羅定律從理論上成功地解釋了蒸氣密度的特性問題。

4 阿伏伽德羅常數 -科學成數

阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅畢生致力於化學和物理學中關於原子論的研究。當時由於道耳頓和蓋-呂薩克的工作,近代原子論處於開創時期,阿伏伽德羅從蓋-呂薩克定律得到啟發,於1811年提出了一個對近代科學有深遠影響的假說:在相同的溫度和相同壓強條件下,相同體積中的任何氣體總具有相同的分子個數。但他這個假說卻長期不為科學界所接受,主要原因是當時科學界還不能區分分子和原子,同時由於有些分子發生了離解,出現了一些阿伏伽德羅假說難以解釋的情況。直到1860年,阿伏伽德羅假說才被普遍接受,后稱為阿伏伽德羅定律。它對科學的發展,特別是原子量的測定工作,起了重大的推動作用。
阿伏伽德羅常數

1摩爾的任何物質所含有的該物質的微粒數叫阿伏伽德羅常數,值

為NA=6.02×10²³個/摩爾

阿伏伽德羅的重大貢獻,是他在1811年提出了一種分子假說:「同體積的氣體,在相同的溫度和壓力時,含有相同數目的分子。」現在把這一假說稱為阿伏伽德羅定律。這一假說是根據J.-L.蓋-呂薩克在1809年發表的氣體化合體積定律加以發展而形成的。阿伏伽德羅在1811年的著作中寫道:「蓋-呂薩克在他的論文里曾經說,氣體化合時,它們的體積成簡單的比例。如果所得的產物也是氣體的話,其體積也是簡單的比例。這說明了在這些體積中所作用的分子數是基本相同的。由此必須承認,氣體物質化合時,它們的分子數目是基本相同的。」阿伏伽德羅還反對當時流行的氣體分子由單原子構成的觀點,認為氮氣、氧氣、氫氣都是由兩個原子組成的氣體分子。

當時,化學界的權威瑞典化學家J.J.貝采利烏斯的電化學學說很盛行,在化學理論中佔主導地位。電化學學說認為同種原子是不可能結合在一起的。因此,英、法、德國的科學家都不接受阿伏伽德羅的假說。一直到1860年,歐洲100多位化學家在德國的卡爾斯魯厄舉行學術討論會,會上S.坎尼扎羅散發了一篇短文《化學哲學教程概要》 ,才重新提起阿伏伽德羅假說。這篇短文引起了J.L.邁爾的注意,他在1864年出版了《近代化學理論》一書,許多科學家從這本書里了解並接受了阿伏伽德羅假說。現在,阿伏伽德羅定律已為全世界科學家所公認。阿伏伽德羅數是1摩爾物質所含的分子數,其數值是6.0221367×1023,是自然科學的重要的基本常數之一。

5 阿伏伽德羅常數 -趣聞軼事

阿伏伽德羅常數
阿伏伽德羅常數
淡泊名譽,埋頭研究的人。阿伏伽德羅一生從不追求名譽地位,只是默默地埋頭於科學研究工作中,並從中獲得了極大的樂趣。阿伏伽德羅早年學習法律,又做過地方官吏,後來受興趣指引,開始學習數學和物理,並致力於原子論的研究,他提出的分子假說,促使道爾頓原子論發展成為原子——分子學說。使人們對物質結構的認識推進了一大步。但遺憾的是,阿伏伽德羅的卓越見解長期得不到化學界的承認,反而遭到了不少科學家的反對,被冷落了將近半個世紀。

由於不採納分子假說而引起的混亂在當時的化學領域中非常嚴重,各人都自行其事,碳的原子量有定為6的,也有定為12的,水的化學式有寫成HO的,也有寫成H2O的,醋酸的化學式竟有19種之多。當時的雜誌在發表化學論文時,也往往需要大量的註釋才能讓人讀懂。一直到了近50年之後,德國青年化學家邁耶爾認真研究了阿伏伽德羅的理論,於1864年出版了《近代化學理論》一書。許多科學家從這本書里,懂得並接受了阿伏伽德羅的理論,才結束了這種混亂狀況。

人們為了紀念阿伏伽德羅,把1摩爾任何物質中含有的微粒數N0=6.02×10^23mol-1,稱為阿伏伽德羅常數

6 阿伏伽德羅常數 -數值測定

阿伏伽德羅常數
原子
阿伏伽德羅常數指摩爾微粒(可以是分子、原子、離子、電子等)所含的微粒的數目。阿伏加德羅常數一般取值為6.023×10^23/mol。12.000g12C中所含碳原子的數目,因義大利化學家阿伏加德羅而得名,具體數值是6.0221367×10^23.包含阿伏加德羅常數個微粒的物質的量是1mol.例如1mol鐵原子,質量為55.847g,其中含6.0221367×10^23個鐵原子;1mol水分子的質量為18.010g,其中含6.0221367×10^23個水分子;1mol鈉離子含6.0221367×10^23個鈉離子;1mol電子含6.0221367×10^23個電子。

這個常數可用很多種不同的方法進行測定,例如電化當量法,布朗運動法,油滴法,X射線衍射法,黑體輻射法,光散射法等.這些方法的理論根據各不相同,但結果卻幾乎一樣,差異都在實驗方法誤差範圍之內.這說明阿伏加德羅常數是客觀存在的重要數據.現在公認的數值就是取多種方法測定的平均值.由於實驗值的不斷更新,這個數值歷年略有變化,在20世紀50年代公認的數值是6.023×10^23,1986年修訂為6.0221367×10^23。

由於現在已經知道m=n·M/NA,因此只要有物質的式量和質量,NA的測量就並非難事。但由於NA在化學中極為重要,所以必須要測量它的精確值。現在一般精確的測量方法是通過測量晶體(如晶體硅)的晶胞參數求得。已知NaCl晶體中靠的最近的Na+與Cl-的距離為d其密度為P摩爾質量為M。

計算阿伏加德羅常數的公式
1molNaCl的體積為V=M/P

而NaCl是立方晶體,四個NaCl分子所佔的體積是(2d)^3

1molNaCl的個數為V/[(2d)^3/4]=V/2d^3

所以阿伏加德羅常數=M/2Pd^3

如果P是原子密度,則八個原子所佔的體積是(2d)^3

阿伏加德羅常數=M/Pd^3

7 阿伏伽德羅常數 -常數定律

阿伏伽德羅常數
分子
在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。
1、範圍:氣體

2、條件:同溫同壓同體積

3、特例:氣體摩爾體積

推論:(為理想氣體狀態下)
1、p1V1/T1=p2V2/T2

2、pV=nRT=mRT/M(R為常數)

3、同溫同壓V1/V2=N1/N2=n1/n2ρ1/ρ2=n1/n2=N1/N2

4、同溫同體積p1/p2=n1/n2=N1/N2

5、同溫同壓同質量V1/V2=M2/M1

6、同溫同壓同體積m1/m2=M1/M2

8 阿伏伽德羅常數 -測定原理

阿伏伽德羅常數
金屬銅
本實驗是用電解的方法進行測定n如果用兩塊已知質量的銅片分別作為陰極和陽極,以CuSO4溶液作電解液進行電解,則在陰極上Cu2+獲得電子后析出金屬銅,沉積在銅片上,使得其質量增加;在陽極上等量得金屬銅溶解,生成Cu2+進入溶液,因而銅片的質量減少。n發生在陰極和陽極上的反應:nn陰極反應:Cu2++2e—Cunn陽極反應:Cu—Cu2++2e。

從理論上講,陰極上Cu2+離子得到的電子數和陽極上Cu失去的電子數應該相等。因此在無副反應的情況下,陰極增加的質量應該等於陽極減少的質量。但往往因銅片不純,從陽極失去的重量要比陰極增加得質量偏高,所以從陽極失重算的得結果有一定誤差,一半從陰極增重的結果較為準確。

9 阿伏伽德羅常數 -相關計劃

阿伏伽德羅常數
澳大利亞
人們一直以存放於法國巴黎的由鉑銥合金製成的國際千克原器為「千克」的標準。不過德國一家科研機構最近宣布,藉助一個「完美硅球」,科學家正嘗試重新定義「千克」。德國計量科學研究院日前發布的新聞公報介紹,該機構和俄羅斯、澳大利亞等國的科學家聯合進行的「阿伏伽德羅計劃」已經獲得重要進展,目前已製成了由硅28構成的一個完美球體。科學家希望藉助這個硅球重新定義質量單位「千克」。

據德國媒體報道,現有的由鉑銥合金製成的國際千克原器存放於法國首都巴黎,但它已「神秘地」比原來輕了50微克,給從事科學研究和數據統計等精密工作的人帶來不少麻煩。「阿伏伽德羅計劃」的目的是通過精確測算出「完美硅球」內究竟有多少個原子,從而在測定阿伏伽德羅常數(即一摩爾任何物質中所包含的基本單元數)中獲得新的突破,進而將質量單位「千克」的標準回歸到與恆定常數相關的定義中,而不是依靠一個「原器」,或者其他什麼會變化的東西來計量。

德國等國科學家製造的這個「完美硅球」球體非常接近理想球體,由球體中心至表面任何一點的距離誤差不超過3千萬分之一毫米。這個球體的直徑大約為10厘米,它的99.99%是由硅28構成的,晶體結構近乎完美。

10 阿伏伽德羅常數 -相關報道

阿伏伽德羅常數
鉑銥合金
人們一直以存放於法國巴黎的由鉑銥合金製成的國際千克原器為「千克」的標準。不過德國一家科研機構最近宣布,藉助一個「完美硅球」,科學家正嘗試重新定義「千克」。德國計量科學研究院日前發布的新聞公報介紹,該機構和俄羅斯、澳大利亞等國的科學家聯合進行的「阿伏伽德羅計劃」已經獲得重要進展,目前已製成了由硅28構成的一個完美球體。科學家希望藉助這個硅球重新定義質量單位「千克」。

德國媒體報道,現有的由鉑銥合金製成的國際千克原器存放於法國首都巴黎,但它已「神秘地」比原來輕了50微克,給從事科學研究和數據統計等精密工作的人帶來不少麻煩。「阿伏伽德羅計劃」的目的是通過精確測算出「完美硅球」內究竟有多少個原子,從而在測定阿伏伽德羅常數(即一摩爾任何物質中所包含的基本單元數)中獲得新的突破,進而將質量單位「千克」的標準回歸到與恆定常數相關的定義中,而不是依靠一個「原器」,或者其他什麼會變化的東西來計量。

德國等國科學家製造的這個「完美硅球」球體非常接近理想球體,由球體中心至表面任何一點的距離誤差不超過3千萬分之一毫米。這個球體的直徑大約為10厘米,它的99.99%是由硅28構成的,晶體結構近乎完美。

11 阿伏伽德羅常數 -相關詞條

精細結構常數

離子方程式

熱化學方程式

離子共存

化學元素周期表

甲烷




12 阿伏伽德羅常數 -參考鏈接

1、http://www.chinabaike.com/article/316/hx/2007/20071112630892.html

2、http://www1.szsyzx.net/szsyzx/jyz/hx/z2/2006113131545.asp

3、http://cec.ustc.edu.cn/data/media/wj-09.files/frame.htm

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