論阿伏伽德羅常量

林則東

(南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 江西 南昌 330063)

論阿伏伽德羅常量

林則東

(南昌航空大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院 江西 南昌 330063)

對阿伏伽德羅常量做了深入探討.

阿伏加德羅 常量 探討

阿伏伽德羅常量NA=6.02×1023mol-1是一個重要的物理量，頻繁地出現(xiàn)在熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的方程中.尤其是在化學(xué)學(xué)科，阿伏伽德羅常量的引入，進(jìn)一步發(fā)展了分子理論，加深了人們對微觀世界的理解，使得化學(xué)計(jì)算大大簡化，給化學(xué)研究帶來了深刻的影響.

1 阿伏伽德羅常量的提出

為了協(xié)調(diào)道爾頓的原子論[1]與蓋呂薩克基于實(shí)驗(yàn)中提出的“在同溫同壓下，相同體積的不同氣體含有相同數(shù)目的原子”這一假說之間的矛盾，阿伏伽德羅以其深刻的洞察力和嚴(yán)密的邏輯發(fā)展了道爾頓的原子理論，提出了分子假說并提出了阿伏伽德羅定律：“在同溫同壓下，相同體積的不同氣體具有相同數(shù)目的分子.”[2]

阿伏伽德羅定律可以表示為

V=C(T,p)N

(1)

式中V代表氣體的體積，N代表氣體分子數(shù)，C(T,p)為比例系數(shù).

由于氣體分子數(shù)N是一個龐大的數(shù)，為了計(jì)算方便，物理學(xué)家引入了物質(zhì)的量這一物理量，令

(2)

式中NA即為阿伏伽德羅常量.將式(2)代入式(1)，可得

V=C(T,p)NAn=Vmn

其中Vm=C(T,p)NA即為氣體摩爾體積.

根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程[3,4]，我們可以得出

當(dāng)T=273.15K,p=1.01×105Pa時，Vm=22.4L·mol-1.

2 阿伏伽德羅常量的確定

單從物質(zhì)的量的定義出發(fā)，我們是無法確定阿伏伽德羅常量的值的.因?yàn)楦鶕?jù)物質(zhì)的量的定義式(2)，NA的取值可以任意，只不過NA的取值越大，1mol分子所含的分子數(shù)越多[4].

為了使化學(xué)計(jì)算方便，化學(xué)家提出了摩爾質(zhì)量的概念，規(guī)定了質(zhì)量在數(shù)值上等于物質(zhì)相對分子質(zhì)量的物質(zhì)所含的分子數(shù)目為1mol分子，即[4]

(3)

聯(lián)立式(2)、式(3)，可得

M的數(shù)值可以查元素周期表，所以想要確定阿伏伽德羅常量的數(shù)值，需要測出一個分子的質(zhì)量m(N=1).分子是由原子構(gòu)成的.所以分子的質(zhì)量等于構(gòu)成分子的原子的質(zhì)量和

原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，所以只要測出構(gòu)成分子的原子核質(zhì)量就行.原子核的質(zhì)量可以通過荷質(zhì)比測量出來[3].

1 道爾頓. 化學(xué)哲學(xué)新體系.北京：北京大學(xué)出版社，2006

2 雷·斯潘根貝格，黛安娜·莫澤. 科學(xué)的旅程.北京：北京大學(xué)出版社，2014

3 陳治，陳祖剛, 劉志剛.大學(xué)物理(上).北京：清華大學(xué)出版社, 2007

4 蘇汝鏗.統(tǒng)計(jì)物理學(xué)(第2版).北京:高等教育出版社,2004

Discussion on Avogadro Constant

Lin Zedong

(College of Environment and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang, Jiangxi 330063)

In this article, the Avogadro constant is deeply discussed.

Avogadro; constant; discussion

2017-02-10)