 阿伏加德羅
阿伏加德羅(ameldeoavogardo,1776~1856)意大利物理學(xué)家、化學(xué)家。1776年8月9日生于都靈的一個貴族家庭。1792年8月9日入都靈大學(xué)學(xué)習(xí)法學(xué),1796年獲法學(xué)博士,以后從事律師工作。1800~1805年又專門攻讀數(shù)學(xué)和物理學(xué),爾后主要從事物理學(xué)、化學(xué)研究。 1811年,提出分子說:分子由原子組成。推出同體積氣體在同溫同壓下含有同數(shù)目的分子,又稱阿伏加德羅定律。 1803年他發(fā)表了第一篇科學(xué)論文。1809年任韋爾切利學(xué)院自然哲學(xué)教授。1811年被選為都靈科學(xué)院院士。 阿伏加德羅畢生致力于原子-分子學(xué)說的研究。1811年,他發(fā)表了題為《原子相對質(zhì)量的測定方法及原子進(jìn)入化合物時數(shù)目之比的測定》的論文。他以蓋·呂薩克氣體化合體積比實驗為基礎(chǔ),進(jìn)行了合理的假設(shè)和推理,首先引入了“分子”概念,并把它與原子概念相區(qū)別,指出原子是參加化學(xué)反應(yīng)的最小粒子,分子是能獨立存在的最小粒子。單質(zhì)的分子是由相同元素的原子組成的,化合物的分子則由不同元素的原子所組成。文中明確指出:“必須承認(rèn),氣態(tài)物質(zhì)的體積和組成氣態(tài)物質(zhì)的簡單分子或復(fù)合分子的數(shù)目之間也存在著非常簡單的關(guān)系。把它們聯(lián)系起來的一個、甚至是唯一容許的假設(shè),是相同體積中所有氣體的分子數(shù)目相等”。這樣就可以使氣體的原子量、分子量以及分子組成的測定與物理上、化學(xué)上已獲得的定律完全一致。阿伏加德羅的這一假說,后來被稱為阿伏加德羅定律。 阿伏加德羅還根據(jù)他的這條定律詳細(xì)研究了測定分子量和原子量的方法,但他的方法長期不為人們所接受,這是由于當(dāng)時科學(xué)界還不能區(qū)分分子和原子,分子假說很難被人理解,再加上當(dāng)時的化學(xué)權(quán)威們拒絕接受分子假說的觀點,致使他的假說默默無聞地被擱置了半個世紀(jì)之久,這無疑是科學(xué)史上的一大遺憾。直到1860年,意大利化學(xué)家坎尼扎羅在一次國際化學(xué)會議上慷慨陳詞,聲言他的本國人阿伏加德羅在半個世紀(jì)以前已經(jīng)解決了確定原子量的問題?材嵩_以充分的論據(jù)、清晰的條理、易懂的方法,很快使大多數(shù)化學(xué)家相信阿化加德羅的學(xué)說是普遍正確的。但這時阿伏加德羅已經(jīng)在幾年前默默地死去了,沒能親眼看到自己學(xué)說的勝利。 阿伏加德羅是第一個認(rèn)識到物質(zhì)由分子組成、分子由原子組成的人。他的分子假說奠定了原子一分子論的基礎(chǔ),推動了物理學(xué)、化學(xué)的發(fā)展,對近代科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。他的四卷著作《有重量的物體的物理學(xué)》(1837~1841年)是第一部關(guān)于分子物理學(xué)的教程。 1856年7月9日阿伏加德羅在都靈逝世。 [編輯本段]阿伏加德羅常數(shù) 阿伏伽德羅常數(shù)指摩爾微粒(可以是分子、原子、離子、電子等)所含的微粒的數(shù)目。阿伏加德羅常數(shù)一般取值為6.023×10^23/mol。 12.000g12c中所含碳原子的數(shù)目,因意大利化學(xué)家阿伏加德羅而得名,具體數(shù)值是6.0221367×10^23.包含阿伏加德羅常數(shù)個微粒的物質(zhì)的量是1mol.例如1mol鐵原子,質(zhì)量為55.847g,其中含6.0221367×10^23個鐵原子;1mol水分子的質(zhì)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(shù)可用很多種不同的方法進(jìn)行測定,例如電化當(dāng)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(jù)各不相同,但結(jié)果卻幾乎一樣,差異都在實驗方法誤差范圍之內(nèi).這說明阿伏加德羅常數(shù)是客觀存在的重要數(shù)據(jù).現(xiàn)在公認(rèn)的數(shù)值就是取多種方法測定的平均值.由于實驗值的不斷更新,這個數(shù)值歷年略有變化,在20世紀(jì)50年代公認(rèn)的數(shù)值是6.023×10^23,1986年修訂為6.0221367×10^23. 由于現(xiàn)在已經(jīng)知道m(xù)=n·m/na,因此只要有物質(zhì)的式量和質(zhì)量,na的測量就并非難事。但由于na在化學(xué)中極為重要,所以必須要測量它的精確值,F(xiàn)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(shù)求得。 測定阿伏加德羅常數(shù) 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(zhì)量為m 計算阿伏加德羅常數(shù)的公式 1mol nacl 的體積為 v=m/p 而nacl是立方晶體,四個nacl分子所占的體積是(2d)^3 1mol nacl 的個數(shù)為 v/[(2d)^3/4]=v/2d^3 所以阿伏加德羅常數(shù)=m/2pd^3 如果p是原子密度,則八個原子所占的體積是(2d)^3 阿伏加德羅常數(shù)=m/pd^3 “阿伏加德羅常數(shù)”現(xiàn)稱“阿伏加德羅常量” [編輯本段]阿伏伽德羅定律 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(shù)目的分子。 注意:1.范圍: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(tài)下] p:壓強 v:體積 n:物質(zhì)的量 r:常數(shù) t:溫度(開爾文=273+t t為攝氏度) 1. p1v1/t1=p2v2/t2 2.pv=nrt=mrt/m(r為常數(shù)) 3.同溫同壓 v1/v2=n1/n2=n1/n2 ρ1/ρ2=n1/n2= n1/n2 4.同溫同體積 p1/p2=n1/n2=n1/n2 5.同溫同壓同質(zhì)量v1/v2=m2/m1 6.同溫同壓同體積m1/m2=m1/m2 [編輯本段]阿伏伽德羅計劃 一百多年以來,人們一直以存放于法國巴黎的由鉑銥合金制成的國際千克原器為“千克”的標(biāo)準(zhǔn)。不過德國一家科研機構(gòu)最近宣布,借助一個“完美硅球”,科學(xué)家正嘗試重新定義“千克”。 德國計量科學(xué)研究院日前發(fā)布的新聞公報介紹,該機構(gòu)和俄羅斯、澳大利亞等國的科學(xué)家聯(lián)合進(jìn)行的“阿伏伽德羅計劃”已經(jīng)獲得重要進(jìn)展,目前已制成了由硅28構(gòu)成的一個完美球體?茖W(xué)家希望借助這個硅球重新定義質(zhì)量單位“千克”。 據(jù)德國媒體報道,現(xiàn)有的由鉑銥合金制成的國際千克原器存放于法國首都巴黎,但它已“神秘地”比原來輕了50微克,給從事科學(xué)研究和數(shù)據(jù)統(tǒng)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(nèi)究竟有多少個原子,從而在測定阿伏伽德羅常數(shù)(即一摩爾任何物質(zhì)中所包含的基本單元數(shù))中獲得新的突破,進(jìn)而將質(zhì)量單位“千克”的標(biāo)準(zhǔn)回歸到與恒定常數(shù)相關(guān)的定義中,而不是依靠一個“原器”,或者其他什么會變化的東西來計量。 德國等國科學(xué)家制造的這個“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(gòu)成的,晶體結(jié)構(gòu)近乎完美。
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