Nombre d'Avogadro

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Amadeo Avogadro amb el Nombre d'Avogadro

El nombre d'Avogadro o constant d'Avogadro (en honor d'Amedeo Avogadro) és el nombre d'entitats elementals (normalment àtoms o molècules) que hi ha en un mol. El seu símbol és NA o L. Antigament, es definia com al nombre d'àtoms de carboni-12 que hi ha en 0,012 kg de carboni-12.

La constant d'Avogadro es pot aplicar a qualsevol entitat. Correspon al nombre d'àtoms o molècules necessari per aplegar una massa o quantitat de matèria equivalent a la massa atòmica relativa o molecular en grams d'aquest material. Per exemple, la massa atòmica relativa del ferro és 55,847; per tant, NA àtoms de ferro tenen una massa de 55,847 grams.

També podem dir doncs que en un mol de fotons hi ha la constant d'Avogadro de fotons.

De fet, la constant d'Avogadro és el factor de conversió entre grams (g) i unitats de massa atòmiques (u)

1\ {\rm g}=N_A\ {\rm u}

Valor numèric[modifica | modifica el codi]

El valor recomanat de la constant d'Avogadro és 6,022 141 79 × 1023 mol−1. Per simplificar, se sol arrodonir a 6,022 × 1023, que és suficient per la majoria d'aplicacions.

Connexió amb les masses de neutrons i protons[modifica | modifica el codi]

Un nucli de carboni-12 el formen 6 protons i 6 neutrons (que tenen aproximadament la mateixa massa) i està envoltat per una escorça formada per 6 electrons (de massa negligible, en comparació amb els protons i els neutrons). Per tant, semblaria lògic d'esperar que tant un mol de protons com un mol de neutrons tinguessin la massa d'un gram. Però en realitat, la massa atòmica d'un protó és d'1,00727 uma i NA protons tindrien una massa de 1,00727 g. De manera semblant, un mol de neutrons té una massa de 1,00866 g. Així, sembla que un mol de carboni-12, que inclou 6 mols de protons, 6 de neutrons i 6 d'electrons, hauria de tindre una massa lleugerament superior a 12 g, però no és pas així. Aquesta discrepància s'explica a partir de la teoria de la relativitat d'Albert Einstein: resulta que la formació d'un nucli atòmic, a partir de la unió d'un conjunt de protons i neutrons per mitjà de la força nuclear forta, implica un alliberament d'energia força important, que cal restar de la massa del nucli, d'acord amb l'equivalència entre massa i energia: E = Mc^2 \,\! Aquesta és l'explicació que minvi la massa del nucli, en comparació amb la massa de les partícules constituents calculada per separat. En el cas del carboni-12, això fa que un mol sigui igual a 12 g (i no pas 12,08724, el resultar de multiplicar els 1,00727 per 12).

Història[modifica | modifica el codi]

Avogadro no va fer cap intent de calcular el nombre que ara porta el seu nom, però va ser el primer d'adonar-se que el volum d'un gas ideal és proporcional al nombre de molècules que conté, circumstància molt relacionada amb el fet que el nombre d'Avogadro sigui una constant. El primer que el va calcular va ser el físic Johann Josef Loschmidt el 1865.

Lectura addicional[modifica | modifica el codi]

  • Journal of Physical and Chemical Reference Data, 28 (1999) 1713.

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]