阿伏伽德罗数

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阿伏加德罗常數(符号:NA)是物理学化学中的一个重要常量。它的数值为:

N_A = (6.022 \, 141 \, 79\pm 0.000 \, 000 \, 30)\,\times\,10^{23} \mbox{ mol}^{-1} \,

一般计算时取6.02×1023或6.022×1023。它的正式的定义是0.012千克碳12中包含的碳12的原子的数量。历史上,将碳12选为参考物质是因为它的原子量可以测量的相当精确。

阿伏加德罗常数因意大利化学家阿伏加德罗(Avogadro A)得名。现在此常量与物质的量紧密相关,摩尔作为物质的量國際單位制基本單位,被定义为所含的基本单元数为阿伏加德罗常数(NA)。其中基本单元可以是任何一种物质(如分子原子离子)。

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[编辑] NA的历史

早在17-18世纪,西方的科学家就已经对6.02×1023这个数字有了初步的认识。他们发现,1个原子的质量等于1的6.02×1023分之1。但是直到19世纪中叶,“阿伏加德罗常数”的概念才正式由法国科学家让·贝汉(Jean Baptiste Perrin)提出,而在1865年NA的值才首次通过科学的方法测定出,测定者是德国约翰·洛施米特(Johann Josef Loschmidt)。因此此常数在一些国家(主要是說德語的國家)也叫洛施米特常数

[编辑] NA的定義

正如先前所提及,阿伏加德罗常数可以適用於任何物質,而不限於分子、原子或離子。因此,化學上利用這個數值來定義原子量分子量。根據定義,亞佛加厥常數是組成與物質質量(用表示)相等必要的原子或分子的數量。例如,的原子量是55.845原子量單位,所以亞佛加厥常數的鐵原子(一摩尔的鐵原子)的质量是55.845克。反過來說,55.845克的鐵內有亞佛加厥常數的鐵原子。所以亞佛加厥常數是克和原子量的轉換系數:

1\ \mbox{g}=N_{\rm A}\ \mbox{amu}.

[编辑] NA的测量

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)的晶胞参数求得。由多国实验室组成的国际阿伏加德罗协作组织采用测量1个重1千克、几乎完全由硅-28组成的晶体球的体积、晶胞参数等物理量的方法来精确地测定该值,以便用NA来重新定义千克[1]

[编辑] NA与其它常量的关系

阿伏加德罗常数常作为其他常量之间的纽带。如:

  • R = NA × k

R是气体常数,k是玻尔兹曼常数

  • F = NA × e

F是法拉第常数,e是元电荷

[编辑] 参看

[编辑] 参考

  1. ^ Ian Robinson 作,郭凯声 译:1千克究竟有多重,载《环球科学》2007年1月号,70-78页,ISSN 1673-5153
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