От училищния курс по химия знаем, че ако вземем един мол от някое вещество, тогава то ще съдържа 6,02214084(18)•10^23 атома или други структурни елементи (молекули, йони и т.н.). За удобство числото на Авогадро обикновено се изписва в тази форма: 6.02 • 10^23.
Обаче защо константата на Авогадро (на украински „стан Авогадро”) е равна на тази стойност? В учебниците няма отговор на този въпрос, а историците по химия предлагат различни версии. Изглежда числото на Авогадро има някакво тайно значение. В крайна сметка има магически числа, където някои се отнасят до числото "пи", числа на Фибоначи, седем (осем на изток), 13 и т.н. Ще се борим с информационния вакуум. Няма да говорим кой е Амедео Авогадро и защо освен формулирания от него закон, намерената константа, кратер на Луната също е кръстен в чест на този учен. Вече са написани много статии за това.
За да бъдем точни, Амедео Авогадро не брои молекули или атоми в конкретен обем. Първият, който се опитва да разбере колко молекули от газ
съдържащ се в даден обем при същото налягане и температура, е Йозеф Лошмид, и то през 1865 г. В резултат на своите експерименти Лошмид стига до заключението, че в един кубичен сантиметър от всеки газ при нормални условия има 2,68675 • 10^19 молекули.
Впоследствие бяха измислени голям брой независими начини как да се определи числото на Авогадро и тъй като резултатите в по-голямата си част съвпаднаха, това отново говори в полза на реалното съществуване на молекули. В момента броят на методите надхвърли 60, но през последните години учените се опитват допълнително да подобрят точността на оценката, за да въведат нова дефиниция на термина „килограм“. Засега килограмът се сравнява с избрания материален стандарт без никаква основна дефиниция.
Но да се върнем към нашия въпрос - защо тази константа е равна на 6,022 • 10^23?
В химията през 1973 г., за удобство при изчисленията, беше предложено да се въведе такова понятие като "количество вещество". Основната единица за измерване на количеството беше молът. Според препоръките на IUPAC, количеството на всяко вещество е пропорционално на броя на неговите специфични елементарни частици. Коефициентът на пропорционалност не зависи от вида на веществото, а числото на Авогадро е негово реципрочно.
За по-голяма яснота, нека вземем пример. Както е известно от дефиницията на единицата за атомна маса, 1 a.m.u. съответства на една дванадесета от масата на един въглероден атом 12C и е 1,66053878•10^(−24) грама. Ако умножим 1сутринта чрез константата на Авогадро, получавате 1000 g/mol. Сега да вземем някакъв химичен елемент, да речем, берилий. Според таблицата масата на един атом берилий е 9,01 amu. Нека изчислим на какво е равен един мол атоми от този елемент:
6.02 x 10^23 mol-11.66053878x10^(−24) gram9.01=9.01 gram/mol.
По този начин се оказва, че моларната маса е числено същата като атомната.
Константата на Авогадро е специално избрана така, че моларната маса да съответства на атомната или безразмерната стойност - относителната молекулна (атомна) маса. Можем да кажем, че числото на Авогадро дължи появата си, от една страна, на единицата за атомна маса, а от друга страна, на общоприетата единица за сравнение на масата - грама.
