論阿伏伽德羅常量

林則東

(南昌航空大學環境與化學工程學院 江西 南昌 330063)

論阿伏伽德羅常量

林則東

(南昌航空大學環境與化學工程學院 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，頻繁地出現在熱力學和統計物理學的方程中.尤其是在化學學科，阿伏伽德羅常量的引入，進一步發展了分子理論，加深了人們對微觀世界的理解，使得化學計算大大簡化，給化學研究帶來了深刻的影響.

1 阿伏伽德羅常量的提出

為了協調道爾頓的原子論[1]與蓋呂薩克基于實驗中提出的“在同溫同壓下，相同體積的不同氣體含有相同數目的原子”這一假說之間的矛盾，阿伏伽德羅以其深刻的洞察力和嚴密的邏輯發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，C(T,p)為比例系數.

由于氣體分子數N是一個龐大的數，為了計算方便，物理學家引入了物質的量這一物理量，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.

根據理想氣體的狀態方程[3,4]，我們可以得出

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

2 阿伏伽德羅常量的確定

單從物質的量的定義出發，我們是無法確定阿伏伽德羅常量的值的.因為根據物質的量的定義式(2)，NA的取值可以任意，只不過NA的取值越大，1mol分子所含的分子數越多[4].

為了使化學計算方便，化學家提出了摩爾質量的概念，規定了質量在數值上等于物質相對分子質量的物質所含的分子數目為1mol分子，即[4]

(3)

聯立式(2)、式(3)，可得

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

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

1 道爾頓. 化學哲學新體系.北京：北京大學出版社，2006

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

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

4 蘇汝鏗.統計物理學(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)