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阿伏伽德罗常数公式|阿伏伽德罗常数

时间:2019-09-15   来源:物理教案   点击:   投诉建议

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阿伏伽德罗常量(Avogadro constant),旧称阿伏伽德罗常数,为热学常量,符号NA。下面是www.wudu001.com五度学习网小编整理的阿伏伽德罗常数,供大家参考!

  阿伏伽德罗常数

  在物理学和化学中,阿伏伽德罗常数(符号:NA或L)的定义是一个比值,是一个样本中所含的基本单元数(一般为原子或分子)N,与它所含的物质量n(单位为摩尔)间的比值,公式为NA=N/n。因此,它是联系一种粒子的摩尔质量(即一摩尔时的质量),及其质量间的比例常数。阿伏伽德罗常数用于代表一摩尔物质所含的基本单元(如分子或原子)之数量,而它的数值为:

 
 
在一般计算时,常取6.02×1023或6.022×1023为近似值。较早的定义中所订的另一个数值为阿伏伽德罗数,历史上这个词与阿伏伽德罗常量有着密切的关系。当国际单位制(SI)修订了基本单位后,所有化学数量的概念都必需被重定义。阿伏伽德罗数的新定义由让·佩兰所下,定为2克分子氢所含的分子数。跟它一样的是,12克同位素碳-12所含的原子数量。因此,阿伏伽德罗数是一个无量纲的数量,与用基本单位表示的阿伏伽德罗常量数值一致。科学家还在不断精确化阿伏加德罗常数,最新的研究论文发现其数值为6.02214082(11)×10,括号中的数字表示最后两位估值数字的不确定性。阿伏伽德罗常数的定义值是指0.012千克¹²C所含的原子数,6.02×10²³。这个数值是阿伏加德罗常数的近似值,两者是有区别的。阿伏加德罗常数的符号为NA,不是纯数。其单位为/mol。阿伏伽德罗常数可用多种实验方法测得,到目前为止测得比较精确的数据是6.0221367×10²³ mol⁻¹,这个数值还会随测定技术的发展而改变。把每摩尔物质含有的微粒数定为阿伏加德罗常数,而不是说含有6.02×10²³个微粒。在定义中引用实验测得的数据是不妥当的,不要在概念中简单地以6.02×10²³来代替“阿伏加德罗常数”。

 

  一般用途编辑阿伏伽德罗常数是一个比例因子,联系自然中宏观与微观(原子尺度)的观测。它本身就为其他常数及性质提供了关系式。例如,它确立了气体常数R与玻耳兹曼常数kB间的关系式,以及法拉第常数F与基本电荷e的关系式,同时,阿伏伽德罗常数是原子质量单位(u)定义的一部份,其中Mu为摩尔质量常数(即国际单位制下的1g/mol)。

  历史编辑阿伏伽德罗常数因阿莫迪欧·阿伏伽德罗得名,他是一名19世纪早期的意大利化学家,在1811年他率先提出,气体的体积(在某温度与压力下)与所含的分子或原子数量成正比,与该气体的性质无关。法国物理学家让·佩兰于1909年提出,把常数命名为阿伏伽德罗常量来纪念他。佩兰于1926年获颁诺贝尔物理学奖,他研究一大课题就是各种量度阿伏伽德罗常量的方法。[2] 阿伏伽德罗常量的值,最早由奥地利化学及物理学家约翰·约瑟夫·洛施米特(Johann Josef Loschmidt)于1865年所得,他透过计算某固定体积气体内所含的分子数,成功估计出空气中分子的平均直径。前者的数值,即理想气体的数量密度,叫“洛施米特常数”,就是以他命名的,这个常数大约与阿伏伽德罗常量成正比。由于阿伏伽德罗常量有时会用L表示,所以不要与洛施米特(Loschmidt)的L混淆,而在德语文献中可能时会把它们都叫作“洛施米特常数”,只能用计量单位来分辨提及的到底是哪一个。要准确地量度出阿伏伽德罗常量的值,需要在宏观和微观尺度下,用同一个单位,去量度同一个物理量。这样做在早年并不可行,直到1910年,罗伯特·密立根成功量度到一个电子的电荷,才能够借助单个电子的电荷来做到微观量度。一摩尔电子的电荷是一个常数,叫法拉第常数,在麦可·法拉第于1834年发表的电解研究中有提及过。把一摩尔电子的电荷,除以单个电子的电荷,可得阿伏伽德罗常量 。自1910年以来,新的计算能更准确地确定,法拉第常数及基本电荷的值(见下文#测量)。让·佩兰最早提出阿伏伽德罗数(N)这样一个名字,来代表一克分子的氢(根据当时的定义,即32克整的氧),而这个至今仍被广泛使用,尤其是入门课本改用阿伏伽德罗常量(NA)这个名字,是1971年摩尔成为国际单位制基本单位后的事,因为自此物质的量就被认定是一个独立的量纲。于是,阿伏伽德罗数再也不是纯数,因为带一个计量单位:摩尔的倒数(mol)。尽管不用摩尔来量度物质的量是挺罕见的,但是阿伏伽德罗常量可用其他单位表示,如磅摩尔(lb-mol)或盎司摩尔(oz-mol)。

  NA= 2.731 597 57(1 4)×10²⁶lb-mol = 1.707 248 479 (85)×10²⁵oz-mol

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