один из основных законов идеальных газов, согласно которому в равных объёмах различных газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул. Число молекул в одном моле (См. Моль) называют Авогадро числом. А. з. открыт А. Авогадро в 1811. Однако из-за господствовавшего в науке 1-й половины 19 в. смешения понятий атома, эквивалента и молекулы А. з. только с 1860 стал широко применяться в физике и химии. Из А. з. следует:

1) 1 кмоль любого идеального газа при одинаковых температурах и давлениях занимает один и тот же объём, равный 22,4136 м³ при давлении 101 325 н/м² (760 мм рт. ст.) и температуре 0°С;

2) плотности ρ₂ и ρ₁ двух идеальных газов при одних и тех же давлении и температуре прямо пропорциональны (и удельные объёмы ν₁ и ν₂ обратно пропорциональны) их молекулярным массам M₂. и M₁ :

число молекул в одном моле (См. Моль) любого вещества или число атомов в грамм-атоме любого химически простого вещества; названо по имени итальянского физика А. Авогадро. Обозначается N_A. А. ч. - одна из важнейших универсальных физических констант (постоянных). Значение А. ч. существенно для определения многих других физических констант (Больцмана постоянной (См. Больцмана постоянная), Фарадея числа (См. Фарадея число) и др.). Существует до 20 независимых методов определения А. ч. (например, на основе барометрической формулы (См. Барометрическая формула), законов броуновского движения (См. Броуновское движение) и т.д.). А. ч. можно также определить по формулам, связывающим его с другими физическими константами, определяемыми с высокой точностью (например, с Ридберга постоянной (См. Ридберга постоянная), с атомной массой протона, с магнитным моментом протона и др.). Наиболее достоверное (на 1965) значение А. ч. N_A = (6,02252 ± 0,00028)×10²³ моль^-1 (в углеродной шкале атомных масс).

NA = (6,022045?0,000031)?1023, число молекул в моле любого вещества или число атомов в моле простого вещества. Одна из фундаментальных постоянных, с помощью которой можно определить такие величины, как, например, массу атома или молекулы (см. ниже), заряд электрона и т.д.

Моль - количество вещества, которое содержит столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в 12 г 12С, причем структурными элементами обычно являются атомы, молекулы, ионы и др. Масса 1 моль вещества, выраженная в граммах, численно равна его мол. массе. Так, 1 моль натрия имеет массу 22,9898 г и содержит 6,02?1023 атомов; 1 моль фторида кальция CaF2 имеет массу (40,08 + 2?18,998) = 78,076 г и содержит 6,02?1023 молекул, как и 1 моль тетрахлорида углерода CCl4, масса которого равна (12,011 + 4?35,453) = 153,823 г и т.п.

Закон Авогадро. На заре развития атомной теории (1811) А.Авогадро выдвинул гипотезу, согласно которой при одинаковых температуре и давлении в равных объемах идеальных газов содержится одинаковое число молекул. Позже было показано, что эта гипотеза есть необходимое следствие кинетической теории, и сейчас она известна как закон Авогадро. Его можно сформулировать так: один моль любого газа при одинаковых температуре и давлении занимает один и тот же объем, при стандартных температуре и давлении (0. С, 1,01?105 Па) равный 22,41383 л. Эта величина известна как молярный объем газа.

Сам Авогадро не делал оценок числа молекул в заданном объеме, но понимал, что это очень большая величина. Первую попытку найти число молекул, занимающих данный объем, предпринял в 1865 Й.Лошмидт; было установлено, что в 1 см3 идеального газа при нормальных (стандартных) условиях содержится 2,68675?1019 молекул. По имени этого ученого указанная величина была названа числом (или постоянной) Лошмидта. С тех пор было разработано большое число независимых методов определения числа Авогадро. Превосходное совпадение полученных значений является убедительным свидетельством реального существования молекул.

Метод Лошмидта представляет только исторический интерес. Он основан на предположении, что сжиженный газ состоит из плотноупакованных сферических молекул. Измеряя объем жидкости, которая образовалась из данного объема газа, и зная приблизительно объем молекул газа (этот объем можно было представить исходя из некоторых свойств газа, например вязкости), Лошмидт получил оценку числа Авогадро 1022.

Определение, основанное на измерении заряда электрона. Единица количества электричества, известная как число Фарадея F, - это заряд, переносимый одним молем электронов, т.е. F = Ne, где е - заряд электрона, N - число электронов в 1 моль электронов (т.е. число Авогадро). Число Фарадея можно определить, измеряя количество электричества, необходимое для растворения или осаждения 1 моль серебра. Тщательные измерения, выполненные Национальным бюро стандартов США, дали значение F = 96490,0 Кл, а заряд электрона, измеренный разными методами (в частности, в опытах Р.Милликена), равен 1,602?10-19 Кл. Отсюда можно найти N. Этот метод определения числа Авогадро, по-видимому, является одним из самых точных.

Эксперименты Перрена. Исходя из кинетической теории, было получено включающее число Авогадро выражение, описывающее уменьшение плотности газа (например, воздуха) с высотой столба этого газа. Если бы удалось подсчитать число молекул в 1 см3 газа на двух разных высотах, то, воспользовавшись указанным выражением, мы могли бы найти N. К сожалению, сделать это невозможно, поскольку молекулы невидимы. Однако в 1910 Ж.Перрен показал, что упомянутое выражение справедливо и для суспензий коллоидных частиц, которые видны в микроскопе. Подсчет числа частиц, находящихся на разной высоте в столбе суспензии, дал число Авогадро 6,82?1023. Из другой серии экспериментов, в которых измерялось среднеквадратичное смещение коллоидных частиц в результате их броуновского движения, Перрен получил значение N = 6,86?1023. В дальнейшем другие исследователи повторили некоторые из экспериментов Перрена и получили значения, хорошо согласующиеся с ныне принятыми. Следует отметить, что эксперименты Перрена стали поворотным моментом в отношении ученых к атомной теории вещества - ранее некоторые ученые рассматривали ее как гипотезу. В.Оствальд, выдающийся химик того времени, так выразил это изменение во взглядах: "Соответствие броуновского движения требованиям кинетической гипотезы... заставило даже наиболее пессимистично настроенных ученых говорить об экспериментальном доказательстве атомной теории".

Расчеты с использованием числа Авогадро. С помощью числа Авогадро были получены точные значения массы атомов и молекул многих веществ: натрия, 3,819?10-23 г (22,9898 г/6,02?1023), тетрахлорида углерода, 25,54?10-23 г и т.д. Можно также показать, что в 1 г натрия должно содержаться примерно 3?1022 атомов этого элемента. См. также АТОМНАЯ МАССА
.

(Avogadro, Amedeo) (1776-1856), итальянский физик и химик. Родился 9 августа 1776 в Турине в семье чиновника судебного ведомства. Получил юридическое образование и в 1796 стал доктором права. Уже в юности заинтересовался естественными науками, изучал в свободное время физику и математику. С 1806 - демонстратор в колледже при Туринской академии, с 1809 - преподаватель физики Королевского лицея в Верчелли близ Турина, в 1820-1822 и 1834-1850 - профессор физики Туринского университета. В 1811 Авогадро выдвинул гипотезу, что молекулы простых газов состоят из одного или нескольких атомов, и на этом основании сформулировал закон, согласно которому равные объемы всех газов при одинаковой температуре и давлении содержат одинаковое число молекул (число Авогадро). Гипотеза Авогадро была окончательно принята химиками спустя почти полвека. Основной причиной невнимания к идеям Авогадро было то, что большинство его современников не понимали различия между простыми и сложными молекулами (атомами и молекулами в современной терминологии). Против Авогадро выступили многие ведущие ученые того времени, в том числе Дж.Дальтон, У.Волластон, Й.Берцелиус, причем Дальтон утверждал: "Никому не дано разделить атом". Признанию гипотезы Авогадро содействовало выступление его соотечественника С.Канниццаро на Международном конгрессе химиков в Карлсруэ в 1860, который ярко и убедительно изложил закон Авогадро. Неоценимое значение закона Авогадро состояло в том, что он четко разграничивал молекулы и атомы, и это способствовало точному определению атомных и молекулярных масс и формулированию такого понятия, как структура молекул. В.Нернст назвал закон Авогадро "рогом изобилия, дарованным нам молекулярной теорией". Именем Авогадро названа универсальная постоянная (число Авогадро) - число молекул в 1 моле идеального газа. Умер Авогадро в Турине 9 июля 1856.