Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро, граф Куаренья и Черрето [1] ( / ˌ æ v ə ˈ ɡ ɑː d r oʊ / , [2] также США : / ˌ ɑː v -/ , [3] [4] [5] итал.: [ameˈdɛːo avoˈɡaːdro] ; 9 августа 1776 — 9 июля 1856) был итальянским учёным , наиболее известным за его вклад в молекулярную теорию , теперь известную как закон Авогадро , который гласит , что равные объёмы газов при одинаковых условиях температуры и давления будут содержать равное количество молекул. В знак уважения к нему отношение числа элементарных объектов ( атомов , молекул , ионов или других частиц) в веществе к его количеству вещества (последнее имеет единицу моль ), 6,022 140 76 × 10 23 моль −1 , известна как постоянная Авогадро . Эта константа обозначается N A , и является одной из семи определяющих констант СИ .
Амедео Авогадро родился в Турине в знатной семье Королевства Сардиния (ныне часть Италии ) в 1776 году. Он окончил церковное право в возрасте 20 лет и начал практиковать. Вскоре после этого он посвятил себя физике и математике (тогда называемой позитивной философией ), [6] и в 1809 году начал преподавать их в лицее (средней школе) в Верчелли , где жила его семья и имела некоторую собственность.
В 1811 году он опубликовал статью под названием « Essai d'une manière de déterminer les Masses родственники des molécules élémentaires des corps, et les пропорции selon lesquelles elles entrent dans ces Combinaisons » («Очерк метода определения относительных масс элементарных частиц»). Молекулы тел и пропорции по Которые они вступают в эти комбинации»), содержащую гипотезу Авогадро. Авогадро представил это эссе в журнал Жан-Клода Деламетери Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturallle («Журнал физики, химии и естественной истории»).
В 1820 году он стал профессором физики в Туринском университете . Теперь Турин был столицей восстановленного Савойского королевства Сардиния при Викторе Эммануиле I. Авогадро принимал активное участие в революционном движении марта 1821 года. В результате он потерял свою кафедру в 1823 году (или, как официально заявил университет, он был «очень рад позволить этому интересному ученому отдохнуть от тяжелых преподавательских обязанностей, чтобы иметь возможность уделять больше внимания своим исследованиям»). В конце концов, король Карл Альберт даровал Конституцию ( Statuto Albertino ) в 1848 году. Задолго до этого Авогадро был отозван в Туринский университет в 1833 году, где он преподавал еще двадцать лет.
Мало что известно о личной жизни Авогадро, которая, по-видимому, была трезвой и религиозной. Он женился на Феличите Мацце и имел шестерых детей. [ сомнительно – обсудить ] Авогадро занимал должности, связанные со статистикой, метеорологией, мерами и весами (он ввел метрическую систему в Пьемонте) и был членом Королевского высшего совета по народному образованию.
Он умер 9 июля 1856 года.
В честь вклада Авогадро в молекулярную теорию число молекул на моль вещества названо постоянной Авогадро , N A . Это в точности6,022 140 76 × 10 23 моль −1 . [7] Постоянная Авогадро используется для вычисления результатов химических реакций. Она позволяет химикам определять количества веществ, полученных в данной реакции, с большой степенью точности.
Иоганн Йозеф Лошмидт впервые вычислил значение постоянной Авогадро, числа частиц в одном моле, иногда называемой в немецкоязычных странах числом Лошмидта ( теперь константа Лошмидта имеет другое значение).
Закон Авогадро гласит, что соотношение между массами одного и того же объема всех газов (при одинаковой температуре и давлении) соответствует соотношению между их соответствующими молекулярными массами. Следовательно, относительная молекулярная масса газа может быть рассчитана из массы образца известного объема.
Авогадро разработал эту гипотезу после того, как Жозеф Луи Гей-Люссак опубликовал свой закон об объемах (и соединении газов) в 1808 году. Самой большой проблемой, которую пришлось разрешить Авогадро, была путаница в то время относительно атомов и молекул. Одним из его важнейших вкладов было четкое различие одного от другого, заявив, что газы состоят из молекул, а эти молекулы состоят из атомов. (Например, Джон Дальтон не рассматривал эту возможность.) Авогадро на самом деле не использовал слово «атом», поскольку слова «атом» и «молекула» использовались почти без различий. Он считал, что существует три вида «молекул», включая «элементарную молекулу» (наш «атом»). Кроме того, он уделил больше внимания определению массы , в отличие от веса .
В 1815 году он опубликовал «Мемуар о массах, родственниках молекул простых тел, или о предполагаемой плотности газового газа, и о конституции некоторых составных веществ, для обслуживания сюиты в эссе сур le même sujet, publié dans». le Journal de Physique, июль 1811 г. («Заметка об относительных массах элементарных молекул или предполагаемых плотностях их газов и о составляющих некоторых из их соединений в качестве продолжения эссе на ту же тему, опубликованного в «Физический журнал», июль 1811 г.») о плотности газа.
В 1821 году он опубликовал еще одну статью, « Новые соображения по теории пропорций, определяемых в комбинациях, и по определению масс атомов ». и вскоре после этого, Mémoire sur la manière de ramener les composès Organiques aux lois ordinaires desпропорций déterminées («Заметка о способе определения органического состава с помощью обычных законов определенных пропорций»).
В 1841 году он опубликовал свою работу в Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della Costituzione Materiale de' Corpi , 4 тома.
Научное сообщество не придало большого внимания теории Авогадро, и она не была сразу принята. Андре-Мари Ампер предложил очень похожую теорию три года спустя (в своей книге «Определение пропорций в лесах и телах, комбинирующихся после окончания номера и расположения соответствующих молекул» в котором тела соединяются согласно числу и соответствующему расположению молекул, из которых состоят их целостные частицы»), но такое же безразличие было проявлено и к его теории.
Только благодаря исследованиям Шарля Фредерика Герхарда и Огюста Лорана по органической химии удалось продемонстрировать, что закон Авогадро объясняет, почему одинаковые количества молекул в газе имеют одинаковый объем.
К сожалению, связанные с этим эксперименты с некоторыми неорганическими веществами показали кажущиеся противоречия. Это было окончательно разрешено Станислао Канниццаро , как было объявлено на Конгрессе в Карлсруэ в 1860 году, через четыре года после смерти Авогадро. Он объяснил, что эти исключения были вызваны молекулярными диссоциациями при определенных температурах, и что закон Авогадро определяет не только молекулярные массы, но и атомные массы.
В 1911 году в Турине состоялась встреча, посвященная столетию публикации классической работы Авогадро 1811 года. На ней присутствовал король Виктор Эммануил III , и большой вклад Авогадро в химию был признан.
Рудольф Клаузиус , с его кинетической теорией газов, предложенной в 1857 году, предоставил дополнительные доказательства закона Авогадро. Якоб Генрих ван 'т Хофф показал, что теория Авогадро справедлива также и для разбавленных растворов.
Авогадро по праву считается основателем атомно-молекулярной теории .
