Le nombre d'Avogadro

Le nombre d'Avogadro, également appelé La Constante D'Avogadro (NA) est une grande constante utilisée dedans et . Le nombre d'Avogadro est formellement défini comme nombre de carbon-12 atomes en 12 grammes (0.012 kilogrammes) de carbon-12, qui est approximativement 6.022 × 1023. Historiquement, carbon-12 a été choisi comme substance de référence parce que son masse atomique pourrait être mesurée particulièrement exactement.

A est défini comme nombre d'Avogadro de particules de n'importe quel genre de substance (, , , ou unités de formule).

Table des matières

Histoire

Le nombre d'Avogadro est baptisé du nom du premier 19ème scientifique d'Italien de siècle . Il apparaît cela Jean Baptiste Perrin était le premier pour l'appeler. Perrin l'a appelé "Avogadro constant" et il encore est parfois connu par ce nom. La valeur numérique a été la première fois estimée près Johann Josef Loschmidt dans théorie cinétique de gaz. Dans les pays de langue allemande, le nombre peut encore être mentionné As Le nombre de Loschmidt. Malheureusement, dans quelques cas (principalement dans la littérature plus ancienne) Le nombre de Loschmidt se rapporte au nombre d'atomes (ou de molécules) en centimètre cubique, une utilisation maintenant dépréciée, à savoir : [ 1 ]

Application

Le nombre d'Avogadro peut être appliqué à n'importe quelle substance. Il correspond au nombre d'atomes ou de molécules requis pour composer une masse égale à la substance ou , en grammes. Par exemple, la masse atomique du fer est 55.847 amu, ainsi le nombre d'Avogadro des atomes de fer (i.e. une mole des atomes de fer) ont une masse de 55.847 g. Réciproquement, 55.847 g de fer contient le nombre d'Avogadro d'atomes de fer. Ainsi le nombre d'Avogadro correspond au facteur de conversion entre les grammes (g) et les unités de masse atomique :

} de <math>1 \ \mbox{g}=N_{\rm A \ \mbox{amu}.</math> ;

Signification physique du nombre d'Avogadro

La valeur du nombre d'Avogadro dépend de la définition de la taupe, qui dépend de la définition du kilogramme. Les deux définitions, particulièrement celle du kilogramme, sont arbitraires : le système de kilogramme est actuellement basé sur la masse d'une barre "standard" particulière de métal en France. Ceci signifie que la valeur particulière du nombre d'Avogadro est le résultat de la convention, là n'est aucune raison physique de lui. Par conséquent, le nombre d'Avogadro n'est pas a constante fondamentale.

Le nombre d'Avogadro peut être considéré comme un facteur de conversion entre le système de masse microscopique ( ou Daltons) et . Le système de masse microscopique est basé sur la masse de carbon-12, alors que le système de kilogramme est actuellement basé sur la masse d'une barre "standard" particulière de métal en France. Tellement naturellement il n'y a aucun facteur simple de conversion entre les deux. Cependant, si une méthode étaient développées pour compter des atomes, il serait possible de redéfinir le kilogramme d'une manière dont n'a pas dépendu d'une barre arbitraire de métal. Le nombre d'atomes sélectionnés serait vraisemblablement égal ou près de la dernière valeur admise du nombre d'Avogadro. Dans ce cas, le kilogramme serait redéfini comme masse de 1/0.012=83.le nombre de 333 Avogadro de périodes d'atomes de carbone.

Relations physiques additionnelles

En raison de son rôle comme facteur de graduation, le nombre d'Avogadro fournit le lien entre un certain nombre de constantes physiques utiles quand nous nous déplaçons entre une balance de la masse atomique et un kilogramme (). Par exemple, il fournit le rapport entre :

Au 19ème siècle les physiciens ont mesuré la masse d'un atome d'hydrogène pour être au sujet de 1/(6.023x1023) grammes. Le gramme a été à l'origine défini pour être la masse d'un centimètre cubique de l'eau pure à la température et à la pression standard [ 2 ]. Pendant que les expériences devenaient plus précises, on l'a constaté que l'eau a été souillée avec les quantités variables de l'eau lourde, qui l'ont rendue indésirable pour maintenir une norme avec de l'hydrogène ayant un a.m.u. (unité de masse atomique). Le carbone s'est avéré pour avoir une composition isotopique plus constante, et il était également possible de séparer carbon-12 pur. Par conséquent, l'unité de masse atomique a été changée en 1/12 de la masse d'un atome de carbon-12. Par conséquent 12 grammes de carbon-12 a environ 6.02214x1023 atomes. L'histoire récente et plus de détails peuvent être trouvés dans le document, Poids Atomique : Le nom, son histoire, définition et unités.

Valeur numérique

Actuellement il n'est pas technologiquement faisable pour compter le nombre exact d'atomes dedans.012 kilogrammes de carbon-12, ainsi la valeur précise du nombre d'Avogadro sont inconnus. Le 2002 a recommandé la valeur pour le nombre d'Avogadro est

<math>6.0221415(10)\times 10^{23}, </math> ;

là où le nombre représente entre parenthèses celui dans les derniers chiffres de la valeur.

Un certain nombre de méthodes peuvent être employées pour mesurer le nombre d'Avogadro. Une méthode moderne est de calculer le nombre d'Avogadro de la densité d'un cristal, de la masse atomique relative, et de la longueur de cellules d'unité déterminée à partir de la cristallographie de rayon X. Des valeurs très précises de ces quantités pour le silicium ont été mesurées au (NIST) et utilisé pour obtenir la valeur du nombre d'Avogadro.

Raccordement aux masses des protons et des neutrons

Un atome carbon-12 se compose de 6 et 6 (qui ont approximativement la même masse) et 6 (dont la masse est négligeable dans la comparaison). On a pu donc penser cela NA est le nombre de protons ou les neutrons qui ont une masse de 1 gramme. Tandis que c'est approximativement correct, la masse d'un proton libre est 1.l'amu 00727, ainsi une taupe des protons aurait réellement une masse de 1.00727 g. De même, une taupe des neutrons a une masse de 1.00866 g. Clairement, 6 moles des protons combinés avec six moles des neutrons auraient des 12 plus grands que de masse g. Ainsi, vous pourriez demander comment une mole des atomes carbon-12, qui devraient se composer de 6 moles chacune des protons, des neutrons, et les électrons pourrait probablement avoir une masse seulement de 12 g ? Qu'est arrivé à la masse excessive ? La réponse est liée au équivalence de matière et d'énergie découvert près en tant qu'élément de la théorie de . Quand un atome est formé, les protons et les neutrons au noyau sont liés ensemble par force nucléaire forte. Cette attache a comme conséquence la formation d'un bas état d'énergie et est accompagnée d'un grand dégagement d'énergie. Puisque l'énergie est équivalente à la masse, l'énergie libérée correspond à une perte dans la masse du noyau relatif cela des protons et des neutrons séparés. Ainsi, les protons et les neutrons au noyau ont les masses qui sont moins (environ 0.7 pour cent moins) que librement des protons et des neutrons. La quantité précise de perte de masse est liée à l'énergie de liaison du noyau et change selon le type d'atome.

On peut donc indiquer cela NA est approximativement le nombre de nucléaire neutrons ou protons qui ont une masse de 1 gramme. C'est approximatif parce que la masse précise d'un proton ou d'un neutron nucléaire dépend de la composition du noyau. Par exemple, auront une masse sensiblement inférieure que ceux dedans ou .

Le nombre d'Avogadro dans la vie

Le nombre d'Avogadro peut également rapporter des reasonings pratiques dans la vraie vie. Par exemple, le fait qu'un nombre connu d'atomes sont dans une quantité donnée d'une substance est une raison de la critique scientifique de , dans lequel des substances médicinales sont souvent diluées dans la mesure où un calcul simple impliquant le nombre d'Avogadro impliquerait que moins qu'une molécule simple reste.

Voyez également

Davantage de lecture

  • Journal des données physiques et chimiques de référence, 28 (1999) 1713.

Liens externes

 

  > Français > en.wikipedia.org (Traduit par ordinateur dans le Français)