Από το μάθημα της σχολικής χημείας γνωρίζουμε ότι αν πάρουμε ένα mole οποιασδήποτε ουσίας, τότε θα περιέχει 6,02214084(18)•10^23 άτομα ή άλλα δομικά στοιχεία (μόρια, ιόντα κ.λπ.). Για ευκολία, ο αριθμός Avogadro γράφεται συνήθως με αυτή τη μορφή: 6,02 • 10^23.
Ωστόσο, γιατί η σταθερά Avogadro (στα ουκρανικά «έγινε Avogadro») είναι ίση με αυτήν την τιμή; Δεν υπάρχει απάντηση σε αυτό το ερώτημα στα σχολικά βιβλία, και οι ιστορικοί της χημείας προσφέρουν μια ποικιλία εκδοχών. Φαίνεται ότι ο αριθμός του Avogadro έχει κάποιο μυστικό νόημα. Άλλωστε, υπάρχουν μαγικοί αριθμοί, όπου κάποιοι αναφέρονται στον αριθμό «pi», αριθμοί Fibonacci, επτά (οκτώ στα ανατολικά), 13 κ.λπ. Θα πολεμήσουμε το κενό πληροφοριών. Δεν θα μιλήσουμε για το ποιος είναι ο Amedeo Avogadro και γιατί, εκτός από τον νόμο που διατύπωσε, η ευρεθείσα σταθερά, ένας κρατήρας στη Σελήνη ονομάστηκε επίσης προς τιμήν αυτού του επιστήμονα. Πολλά άρθρα έχουν ήδη γραφτεί για αυτό.
Για την ακρίβεια, ο Amedeo Avogadro δεν μέτρησε μόρια ή άτομα σε κάποιον συγκεκριμένο όγκο. Ο πρώτος που προσπάθησε να καταλάβει πόσα μόρια αερίου
Το
περιέχεται σε έναν δεδομένο όγκο στην ίδια πίεση και θερμοκρασία, ήταν ο Josef Loschmidt, και ήταν το 1865. Ως αποτέλεσμα των πειραμάτων του, ο Loschmidt κατέληξε στο συμπέρασμα ότι σε ένα κυβικό εκατοστό οποιουδήποτε αερίου υπό κανονικές συνθήκες υπάρχουν 2,68675 • 10^19 μόρια.
Στη συνέχεια, εφευρέθηκε ένας μεγάλος αριθμός ανεξάρτητων τρόπων για τον προσδιορισμό του αριθμού Avogadro, και επειδή τα αποτελέσματα ως επί το πλείστον συνέπιπταν, αυτό μίλησε για άλλη μια φορά υπέρ της πραγματικής ύπαρξης μορίων. Αυτή τη στιγμή, ο αριθμός των μεθόδων έχει ξεπεράσει τις 60, αλλά τα τελευταία χρόνια, οι επιστήμονες προσπαθούν να βελτιώσουν περαιτέρω την ακρίβεια της εκτίμησης προκειμένου να εισαγάγουν έναν νέο ορισμό του όρου «κιλό». Μέχρι στιγμής, το κιλό συγκρίνεται με το επιλεγμένο πρότυπο υλικού χωρίς κανένα θεμελιώδη ορισμό.
Αλλά πίσω στην ερώτησή μας - γιατί αυτή η σταθερά είναι ίση με 6,022 • 10^23;
Στη χημεία, το 1973, για λόγους ευκολίας στους υπολογισμούς, προτάθηκε να εισαχθεί μια τέτοια έννοια ως «ποσότητα ουσίας». Η βασική μονάδα μέτρησης της ποσότητας ήταν το mole. Σύμφωνα με τις συστάσεις της IUPAC, η ποσότητα οποιασδήποτε ουσίας είναι ανάλογη με τον αριθμό των συγκεκριμένων στοιχειωδών σωματιδίων της. Ο συντελεστής αναλογικότητας δεν εξαρτάται από τον τύπο της ουσίας και ο αριθμός Avogadro είναι ο αμοιβαίος αριθμός.
Για λόγους σαφήνειας, ας πάρουμε ένα παράδειγμα. Όπως είναι γνωστό από τον ορισμό της μονάδας ατομικής μάζας, η 1 π.μ. αντιστοιχεί στο ένα δωδέκατο της μάζας ενός ατόμου άνθρακα 12C και είναι 1,66053878•10^(−24) γραμμάρια. Αν πολλαπλασιάσουμε 1π.μ. με τη σταθερά Avogadro, παίρνετε 1.000 g/mol. Τώρα ας πάρουμε κάποιο χημικό στοιχείο, ας πούμε, το βηρύλλιο. Σύμφωνα με τον πίνακα, η μάζα ενός ατόμου βηρυλλίου είναι 9,01 amu. Ας υπολογίσουμε με ποιο mole ατόμων αυτού του στοιχείου ισούται:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) γραμμάρια9,01=9,01 γραμμάρια/mol.
Έτσι, αποδεικνύεται ότι η μοριακή μάζα είναι αριθμητικά ίδια με την ατομική μάζα.
Η σταθερά του Avogadro επιλέχθηκε ειδικά έτσι ώστε η μοριακή μάζα να αντιστοιχεί στην ατομική ή αδιάστατη τιμή - τη σχετική μοριακή (ατομική) μάζα. Μπορούμε να πούμε ότι ο αριθμός Avogadro οφείλει την εμφάνισή του, αφενός, στη μονάδα ατομικής μάζας και, αφετέρου, στη γενικά αποδεκτή μονάδα σύγκρισης μάζας - το γραμμάριο.
