Dal corso di chimica della scuola sappiamo che se prendiamo una mole di qualsiasi sostanza, allora conterrà 6.02214084(18)•10^23 atomi o altri elementi strutturali (molecole, ioni, ecc.). Per comodità, il numero di Avogadro viene solitamente scritto in questa forma: 6.02 • 10^23.
Tuttavia, perché la costante di Avogadro (in ucraino “divenne Avogadro”) è uguale a questo valore? Non c'è risposta a questa domanda nei libri di testo e gli storici della chimica offrono una varietà di versioni. Sembra che il numero di Avogadro abbia un significato segreto. Dopotutto, ci sono numeri magici, dove alcuni si riferiscono al numero "pi", numeri di Fibonacci, sette (otto a est), 13, ecc. Combatteremo il vuoto di informazioni. Non parleremo di chi è Amedeo Avogadro, e perché, oltre alla legge da lui formulata, la costante trovata, è stato chiamato anche un cratere sulla Luna in onore di questo scienziato. Sono già stati scritti molti articoli su questo.
Per essere precisi, Amedeo Avogadro non contava molecole o atomi in nessun volume particolare. Il primo a cercare di capire quante molecole di un gas
contenuto in un dato volume alla stessa pressione e temperatura, era Josef Loschmidt, ed era nel 1865. Come risultato dei suoi esperimenti, Loschmidt è giunto alla conclusione che in un centimetro cubo di qualsiasi gas in condizioni normali ci sono 2,68675 • 10^19 molecole.
Successivamente, furono inventati un gran numero di modi indipendenti su come determinare il numero di Avogadro, e poiché i risultati per la maggior parte coincidevano, questo parlava ancora una volta a favore dell'effettiva esistenza delle molecole. Al momento, il numero di metodi ha superato i 60, ma negli ultimi anni gli scienziati hanno cercato di migliorare ulteriormente l'accuratezza della stima per introdurre una nuova definizione del termine "chilogrammo". Finora, il chilogrammo è stato confrontato con lo standard del materiale scelto senza alcuna definizione fondamentale.
Ma torniamo alla nostra domanda: perché questa costante è uguale a 6.022 • 10^23?
In chimica, nel 1973, per comodità nei calcoli, è stato proposto di introdurre un tale concetto come "quantità di sostanza". L'unità di base per misurare la quantità era la talpa. Secondo le raccomandazioni IUPAC, la quantità di qualsiasi sostanza è proporzionale al numero delle sue particelle elementari specifiche. Il coefficiente di proporzionalità non dipende dal tipo di sostanza e il numero di Avogadro è il suo reciproco.
Per chiarezza, facciamo un esempio. Come è noto dalla definizione dell'unità di massa atomica, 1 a.m.u. corrisponde a un dodicesimo della massa di un atomo di carbonio 12C ed è 1,66053878•10^(−24) grammi. Se moltiplichiamo 1a.m. per la costante di Avogadro si ottiene 1.000 g/mol. Ora prendiamo un elemento chimico, diciamo, il berillio. Secondo la tabella, la massa di un atomo di berillio è 9,01 amu. Calcoliamo a quale mole di atomi di questo elemento è uguale:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) grammo9,01=9,01 grammo/mol.
Così, risulta che la massa molare è numericamente uguale alla massa atomica.
La costante di Avogadro è stata scelta appositamente in modo che la massa molare corrispondesse al valore atomico o adimensionale - la massa molecolare relativa (atomica). Possiamo dire che il numero di Avogadro deve il suo aspetto, da un lato, all'unità di massa atomica e, dall' altro, all'unità generalmente accettata per confrontare la massa - il grammo.
