Van de scheikundecursus op school weten we dat als we één mol van een stof nemen, deze 6.02214084(18)•10^23 atomen of andere structurele elementen (moleculen, ionen, enz.) zal bevatten. Voor het gemak wordt het Avogadro-nummer meestal in deze vorm geschreven: 6.02 • 10^23.
Waarom is de constante van Avogadro (in het Oekraïens "werd Avogadro") echter gelijk aan deze waarde? Er is geen antwoord op deze vraag in leerboeken, en scheikundehistorici bieden verschillende versies aan. Het lijkt erop dat het getal van Avogadro een geheime betekenis heeft. Er zijn tenslotte magische getallen, waarvan sommigen verwijzen naar het getal "pi", fibonacci-getallen, zeven (acht in het oosten), 13, enz. We zullen het informatievacuüm bestrijden. We zullen niet praten over wie Amedeo Avogadro is en waarom, naast de wet die hij formuleerde, de gevonden constante, ook een krater op de maan werd genoemd ter ere van deze wetenschapper. Hier zijn al veel artikelen over geschreven.
Om precies te zijn, Amedeo Avogadro telde geen moleculen of atomen in een bepaald volume. De eerste die probeert uit te vinden hoeveel moleculen van een gas
bevat in een bepaald volume bij dezelfde druk en temperatuur, was Josef Loschmidt, en het was in 1865. Als resultaat van zijn experimenten kwam Loschmidt tot de conclusie dat er in één kubieke centimeter van elk gas onder normale omstandigheden 2.68675 • 10^19 moleculen zijn.
Vervolgens werd een groot aantal onafhankelijke manieren uitgevonden om het Avogadro-getal te bepalen, en aangezien de resultaten grotendeels samenvielen, sprak dit opnieuw in het voordeel van het werkelijke bestaan van moleculen. Op dit moment is het aantal methoden meer dan 60, maar de afgelopen jaren hebben wetenschappers geprobeerd de nauwkeurigheid van de schatting verder te verbeteren om een nieuwe definitie van de term "kilogram" te introduceren. Tot nu toe wordt de kilogram vergeleken met de gekozen materiaalstandaard zonder enige fundamentele definitie.
Maar terug naar onze vraag - waarom is deze constante gelijk aan 6,022 • 10^23?
In de scheikunde werd in 1973, voor het gemak van berekeningen, voorgesteld om een concept als "hoeveelheid stof" in te voeren. De basiseenheid voor het meten van hoeveelheid was de mol. Volgens de IUPAC-aanbevelingen is de hoeveelheid van elke stof evenredig met het aantal specifieke elementaire deeltjes. De evenredigheidscoëfficiënt is niet afhankelijk van het type stof en het Avogadro-getal is het omgekeerde ervan.
Laten we voor de duidelijkheid een voorbeeld nemen. Zoals bekend is uit de definitie van de atomaire massa-eenheid, wordt 1 a.m.u. komt overeen met een twaalfde van de massa van een koolstofatoom 12C en is 1,66053878•10^(−24) gram. Als we 1. vermenigvuldigena.u.m. door de constante van Avogadro krijg je 1.000 g/mol. Laten we nu een chemisch element nemen, bijvoorbeeld beryllium. Volgens de tabel is de massa van één atoom beryllium 9,01 amu. Laten we berekenen waaraan één mol atomen van dit element gelijk is:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) gram9,01=9,01 gram/mol.
Het blijkt dus dat de molaire massa numeriek gelijk is aan de atomaire massa.
Avogadro's constante werd speciaal gekozen zodat de molaire massa overeenkwam met de atomaire of dimensieloze waarde - de relatieve moleculaire (atomaire) massa. We kunnen zeggen dat het Avogadro-getal zijn uiterlijk enerzijds te danken heeft aan de atomaire massa-eenheid en anderzijds aan de algemeen aanvaarde eenheid voor het vergelijken van massa - de gram.
