عدد آووگادرو
From Wikipedia, the free encyclopedia
عدد آووگادرو یا ثابت آووگادرو (به انگلیسی: Avogadro constant)، که بهصورت معمول با NA[1] یا L[2] نشان داده میشود، یک پارامتر ثابت است که تعداد اجزای تشکیل دهنده ماده (مثل مولکولها، اتمها یا یونها) را به مقدار ماده، مرتبط میسازد. واحد مقابل این عدد در دستگاه بینالمللی یکاها (SI)، مول است و بهصورت ۱۰۲۳×۶٫۰۲۲۱۴۰۷۶ بر مول[1][3][4][5] بیان میشود. نام این عدد به احترام دانشمند پر اوازه ایتالیایی آمدئو آووگادرو برگزیده شدهاست.
ثابت آووگادرو یک عدد بدون بعد (بدون یکا )است که بر اساس مقدار مول ماده تعریف میشود و بعضی مواقع از آن بهصورت N[6][7] یا N0[8][9] یاد میشود. این ثابت که معادل تعداد ذرههای موجود در یک مول از ماده محسوب میشود، دقیقا برابر با ۱۰۲۳×۶٫۰۲۲۱۴۰۷۶ است.[3][1]
عدد آووگادرو برای این منظور انتخاب شدهاست که جرم یک مول از یک ترکیب شیمیایی بر حسب گرم، بهصورت عددی با جرم میانگین یک مولکول از آن ترکیب برحسب دالتون برابر باشد. یک دالتون برابر با ۱/۱۲ جرم یک اتم کربن-۱۲ است که تقریبا میتوان آن را معادل جرم یک نوکلئون (پرتون یا نوترون) دانست. برای مثال، جرم میانگین یک مولکول آب برابر با ۱۸٫۰۱۵۳ دالتون است و جرم یک مول آب (که N مولکول است)، حدود ۱۸٫۰۱۵۳ گرم است. بنابراین، عدد آووگادرو یک ثابت تناسب است که جرم مولی یک ماده را با جرم مولکولی آن مرتبط میکند و همچنین عددی تقریبی است که معادل تعداد نوکلئونهای موجود در یک گرم از ماده معمولی است.[10]
ثابت آووگادرو همچنین میان حجم مولی یک ماده و حجم اسمی اشغال شده متوسط توسط ذرات تشکیل دهند آن ماده، زمانی که هر دو بر اساس واحدی مشترک بیان شوند، ارتباط برقرار میکند. برای مثال، چون حجم مولی آب در شرایط متداول تقریبا برابر با ۱۸ میلیلیتر بر مول است، حجم اشغال شده توسط یک مولکول آب تقریبا برابر با ۱۸/۶٫۰۲۲ مول یا حدود ۳۰ آنگستروم (Å۳) مکعب است. برای یک ماده بلوری، عدد آووگادرو بهصورت مشابهی حجم مولی (بر حسب میلیلیتر/مول)، حجم سلولهای واحد تکرارشونده (برحسب میلیلیتر) و تعداد مولکولها در هر سلول را مرتبط میسازد.
عدد آووگادرو از ابتدای مطرح شدنش به روشهای مختلفی تعیین شدهاست. اولین مقدار تقریبی تعیین شده برای آن، بهصورت غیرمستقیم بود و توسط یوهان یوزف لوشمیت اندازهگیری شد (عدد آووگادرو و ثابت لوشمیت (Loschmidt constant) بسیار به هم نزدیک هستند و معمولا با یکدیگر اشتباه گرفته میشوند). این عدد برای اولین بار توسط ژان پرن و بهعنوان تعداد اتمهای موجود در ۱۶ گرم اکسیژن تعریف شد. پس از آن و در چهاردمین کنفراس اداره بینالمللی اوزان و مقیاسها (BIPM)، تعریف آن دچار تغییر شد و بهعنوان تعداد اتمهای موجود در ۱۲ گرم از ایزوتوپ کربن-۱۲ معرفی شد.[11]
تعریف ارائه شده برای عدد آووگادرو به این معنی بود که مقدار این عدد به مقدار تجربی جرم (برحسب گرم) یک اتم از همان عنصر بستگی دارد و بنابراین به تعداد رقمهای اعشار محدودی شناخته میشد. به همین خاطر، در ۲۶امین کنفرانس اداره بینالمللی اوزان و مقیاسها در ۲۰ مه ۲۰۱۹، تصمیم گرفته شد که عدد آووگادرو دقیقا برابر با درنظر گرفته شود. این تعریف عملا موجب تغییر تعریف واحد مول نیز شد و براساس تعریف جدید، یک مول از هر مادهای برابر است با عدد آووگادرو ضربدر جرم میانگین اجزای سازنده آن ماده.