Posted inFizika

Avogadro soni nima

Avogadro soni nima
Amedeo Avogadro

Avogadro soni (Avogadro doimiysi, Avogadro konstantasi) — tarkibiy birliklar sonini ifodalovchi fizik kattalik, ya’ni muayyan turdagi tarkibiy birliklar (atomlar, molekulalar, ionlar, elektronlar yoki istalgan boshqa zarrachalar)ning 1 mol moddadagi soniga teng.. Ilgari bu son 12 gramm (aniq) miqdordagi toza izotop — uglerod-12 tarkibidagi atomlar soni sifatida ta’riflangan. Odatda NA, ba’zan esa L.

Xalqaro birliklar tizimida Avogadro doimiysi SIning SI asosiy birliklarining ta’riflariga kiritilgan o‘zgartirishlar asosida quyidagi qiymatga aniq teng bo‘lgan butun sondir

NA ≡ 6,022 140 76⋅1023 mol−1.

Ba’zan adabiyotlarda Avogadro doimiysi NA, uning o‘lchov birligi mol−1 va son jihatidan unga teng bo‘lgan, o‘lchovsiz butun Avogadro soni A o‘rtasida farq qilinadi.

Mol — tarkibida NA ta tarkibiy birlik (ya’ni eski ta’rifga ko‘ra, 12 g 12C tarkibidagi atomlar soniga teng) bo‘lgan modda miqdoridir. Tarkibiy birliklar odatda atomlar, molekulalar, ionlar va boshqalardan iborat. 1 mol moddaning massasi (molyar massa) grammda ifodalanganda, son jihatidan uning molekulyar massasining atom massa birliklarida ifodalangan qiymatiga teng bo‘ladi. Masalan:

  • 1 mol natriyning massasi 22,9898 g bo‘lib, tarkibida taxminan 6,02⋅1023 ta atom mavjud;
  • 1 mol kalsiy ftorid CaF2ning massasi (40,08 + 2 · 18,998) = 78,076 g bo‘lib, tarkibida 6,02⋅1023 ta molekula mavjud. Atomlar darajasida esa 6,02⋅1023 ta ion kalsiy va 12,04⋅1023 ta ion ftor mavjud;
  • 1 mol uglerod tetraxlorid CCl4ning massasi (12,011 + 4 · 35,453) = 153,823 g bo‘lib, tarkibida 6,02⋅1023 ta uglerod tetraxlorid molekulasi bor;
  • va hokazo.

2011-yil oxirida XXIV O‘lchovlar va tarozilar bo‘yicha Bosh konferensiyada bir ovozdan taklif qabul qilindi — kelgusi Xalqaro birliklar tizimida (SI) molning ta’rifini kilogramm ta’rifiga bog‘lamasdan belgilash taklif etildi. 2018-yilda molni Avogadro soni asosida ta’riflash va Avogadro soniga aniq, xatoliksiz qiymat berish rejalashtirilgan edi. Bu qiymat CODATA tavsiya etgan o‘lchash natijalariga asoslanishi ko‘zda tutilgan edi. 20-may 2019-yilgacha Avogadro soni ta’rif orqali belgilangan emas, balki o‘lchab aniqlanadigan kattalik edi. 2015-yilda eng aniq o‘lchashlar asosida Avogadro sonining tavsiya etilgan qiymati NA = 6,022 140 82(11)⋅1023 mol−1 deb belgilangan; bu qiymat turli o‘lchash natijalarini o‘rtachalashtirish orqali olingan.

Avogadro qonuni

Yangi shakllanayotgan atom nazariyasi davrida (1811) A. Avogadro bir xil harorat va bosimda ideal gazlarning teng hajmlarida molekulalar soni ham teng bo‘lishi haqidagi gipotezani ilgari surdi. Keyinchalik bu gipoteza gazlarning kinetik nazariyasidan muqarrar ravishda kelib chiqishi ko‘rsatildi. Hozir u Avogadro qonuni deb ataladi. Uni shunday ifodalash mumkin: bir xil harorat va bosimda har qanday gazning bir moli bir xil hajmni egallaydi; normal sharoitda bu hajm 22,41383 litrni tashkil etadi. Bu kattalik gazning molyar hajmi.

Konstantani o‘lchash tarixi

Avogadroning o‘zi muayyan hajmdagi molekulalar sonini baholamagan, biroq bu son nihoyatda katta ekanini tushungan. Muayyan hajmni egallovchi molekulalar sonini aniqlashga dastlabki urinish 1865-yilda Yozef Loshmidt tomonidan amalga oshirilgan. Loshmidt hisob-kitoblariga ko‘ra, havoning birlik hajmidagi molekulalar soni 1,81⋅1018 sm−3 bo‘lib, bu haqiqiy qiymatdan taxminan 15 marta kam edi. Oradan 8 yil o‘tib, Maksvell haqiqatga ancha yaqinroq bahoni — bir kub santimetrda «taxminan 19 million million million» molekula, ya’ni 1,9⋅1019 sm−3. Uning hisoblashicha, Avogadro soni taxminan .

Aslida 1 sm³ ideal gazda normal sharoitda taxminan 2,68675⋅1019 ta molekula mavjud. Bu kattalik Loshmidt soni (yoki doimiysi) deb nomlangan. Shundan buyon Avogadro sonini aniqlashning ko‘plab mustaqil usullari ishlab chiqildi. Olingan qiymatlarning ajoyib darajada mosligi molekulalar soni haqiqatda shunday ekanining ishonchli dalilidir.

1908-yilda Perren 6,8·1023 qiymatni Broun harakati parametrlari asosida hisoblab chiqib, yetarlicha aniq baholadi. 1926-yilda u fizika bo‘yicha Nobel mukofoti bilan, asosan, ushbu ishi uchun taqdirlandi.

Zamonaviy baholashlar

Avstraliyaning ACPO markazi optika mutaxassislaridan biri International Avogadro Coordination loyihasi uchun tayyorlangan, massasi 1 kg bo‘lgan kremniy monokristalli sharni ushlab turibdi

Rasman qabul qilingan 2010-yilgi Avogadro soni qiymati kremniy-28 monokristalidan tayyorlangan ikkita shar yordamida o‘lchangan. Monokristal Choxralskiy usuli bilan o‘stirilgan. Sharlar Leybnits nomidagi kristallografiya institutida shakllantirilib, Avstraliyadagi Yuqori aniqlikdagi optika markazida shu qadar silliq qilib sayqallanganki, ularning diametri taxminan 93,75 mm bo‘lganda sirtidagi notekisliklar balandligi 98 nm dan oshmagan; sirtning radial koordinatalari optik interferometriya usuli bilan, xatolik 0,3 nm (taxminan bitta atom qatlamining qalinligi darajasida) bo‘lgan holda o‘lchangan. Sharlarni tayyorlashda ishlatilgan yuqori tozalikdagi kremniy-28 Nijniy Novgoroddagi Rossiya Fanlar akademiyasining O‘ta toza moddalar kimyosi institutida kremniy-28 bilan yuqori darajada boyitilgan kremniy tetraflorid tarkibidan ajratib olingan. Ushbu tetraflorid Mashinasozlik markaziy konstruktorlik byurosida Sankt-Peterburgda olingan.

Shunday deyarli ideal jismlar yordamida shar tarkibidagi kremniy atomlari sonini yuqori aniqlikda hisoblash va shu orqali Avogadro sonini aniqlash mumkin. Olingan natijalarga ko‘ra, uning qiymati 6,02214084(18)·1023 mol−1.

Biroq 2011-yil yanvarida aniqroq deb hisoblangan yangi o‘lchash natijalari e’lon qilindi: NA = 6,02214078(18)⋅1023 mol−1.

24-O‘lchovlar va tarozilar bo‘yicha Bosh konferensiyada 17—21-oktabr 2011-yilda rezolyutsiya bir ovozdan qabul qilindi. Unda, jumladan, SI tizimining kelgusi qayta ko‘rib chiqilishida mol ta’rifini o‘zgartirish va Avogadro sonining qiymatini aniq 6,02214X⋅1023 mol−1 qilib belgilash taklif etilgan. Bu yerda X yakuniy hujjatda CODATAning eng aniq tavsiyalari asosida belgilanishi lozim bo‘lgan bir yoki bir nechta ahamiyatli raqamni anglatadi. Shu rezolyutsiyada quyidagi doimiylar va kattaliklarning qiymatlarini ham aniq qilib belgilash taklif etilgan: Plank doimiysi, elementar zaryad, Boltsman doimiysi va kunduzgi ko‘rish uchun monoxromatik nurlanishning maksimal yorug‘lik samaradorligi.

Avogadro sonining CODATA tomonidan 2010-yilda tavsiya etilgan qiymati:

NA = 6,022 141 29(27)⋅1023 mol−1.

Avogadro sonining CODATA tomonidan 2014-yilda tavsiya etilgan qiymati:

NA = 6,022 140 857(74)⋅1023 mol−1

2019-yilda tavsiya etilgan Avogadro sonining qiymati:

NA = 6,022 140 76⋅1023 mol−1

Doimiylar o‘rtasidagi bog‘liqlik

Sharhlar

  1. ↑ Avogadro soni A nihoyatda katta o‘lchovsiz butun miqdorlarni ifodalash uchun ishlatiladigan karrali o‘lchov birligi bo‘lib, son jihatidan Avogadro doimiysiga teng. Ya’ni A birligi bitta donadan NA marta katta miqdorni bildiradi. Avogadro sonidan ko‘p sonli obyektlar (odatda modda zarrachalari va ularning guruhlari) bo‘lgan tizimlarni miqdoriy tavsiflashda foydalaniladi. Bunday obyektlarni donalab ifodalash noqulay va tasavvur qilish qiyin. Masalan, 1 A tennis to‘pi Yer sayyorasi sirtini qalinligi 100 km bo‘lgan qatlam bilan qoplaydi; 1 A dollarlik banknot Yerning barcha materiklarini zich, ikki kilometrli qatlam bilan qoplaydi; Sahroi Kabirda 3 A dan biroz kam qum donasi mavjud.

Adabiyotlar