تبلیغات
گروه شیمی دبیرستان دکتر شریعتی - برای نخستین بار جه وقت عدد آووگادرو به کار رفت؟

گروه شیمی دبیرستان دکتر شریعتی
 
شیمی،زندگی ما،آینده ی ما


به نظر می رسد كه نخستین بار.....

به نظر می رسد كه نخستین باردر سال 1909 و در مقاله ای به نام «حركت برآونی و واقعیت مولكولی» (Movement and Molecular Reality) كه به قلم «جین باپتیس جین پرین» نوشته شد، به کار رفت. این مقاله را «فردیک سودی» (Fredric Soddy) از فرانسه به انگلیسی ترجمه کرد و اكنون نیز در دسترس است.
«پرین» همان كسی است كه در سال 1926 جایزه نوبل فیزیك را به واسطه كار بر روی عدم پیوستگی ساختار ماده و بخصوص كشف «تعادل ته نشینی» (sedimentation equilibrium)، از آن خود کرد.
نام پرین برای بسیاری از كسانی كه با محاسبات دینامیك مولكولی سر و كار دارند، آشناست؛ زیرا بسیاری از این روش ها را وی توسعه داد.
در مقاله پرین، وی گفت كه: این عدد ثابت N، ثابتی جهانی است كه بهتر است آن را ثابت آووگادرو در نظر بگیریم.
در مراسم اهدای جایزه نوبل در سال 1926 درباره كار پرین گفته شد: شاید بتوان گفت كه در این كار - كه آن را خلاصه کرده ایم - پرین به طور غیرمستقیم به وجود مولكول ها اشاره کرده است؛ همان طوری كه از مشاهده مستقیم درك می كنیم، ذرات میكروسكوپی موجود در مایع، هیچ گاه در حال استراحت نیستند. آنها پیوسته در حال حركت اند؛ حتی در شرایط كامل تعادل بیرونی، دمای ثابت و …
تنها توضیح انكارناپذیر برای این پدیده، انتساب حركت ذرات به شوك های تولیدی مولكول آن مایع است.
«انیشتین» نظریه ریاضی این پدیده را در گذشته بیان کرده بود؛ نخستین دلیل تجربی این نظریه را فیزیكدان آلمانی «سدیگ» (Seddig) بیان کرد.
پس از وی، دو دانشمند دیگر، همزمان بر روی این مسئله كار كردند: «پرین» و «ودبرگ» (Svedberg) که ما تنها پرین را معرفی می کنیم.
اندازه گیری های او بر روی حركت برآونی نشان داد كه نظریه انیشتین صحیح است؛ اگر چه این اندازه گیری ها مقدار جدیدی را برای عدد آووگادرو مطرح کرد.
تولید ضربه های مولكولی هم سبب حركت رو به جلو ذرات در مایع می شود و هم سبب چرخش آنها می شود.
نظریه این چرخش را انیشتین بیان کرده بود، ولی اندازه گیری این چرخش را پرین انجام داد. وی در حال اندازه گیری بود كه به عدد جدیدی برای آووگادرو دست یافت. نتایج این تحقیقات چیست؟ در دو گرم هیدروژن چند مولكول وجود دارد؟
كارهای انیشتین و پرین گام های اولیه در راه شناخت ماهیت مولكول هایی است كه حتی تا پیش از سال 1900 ناشناخته بود و عدد آووگادرو مقداری داشت كه باید به طور تجربی اندازه گیری می شد.
در ادامه كار «لاشمیتز» و «پرین»، بسیاری از دانشمندان با استفاده از روش های گوناگون برای رسیدن به مقدار دقیقی از تعداد مولكولهای موجود در هر مول ماده بسیار تلاش کردند، ولی تا سال 1933 به قطعیت مناسبی دست نیافتند.
در مقاله «ویرگو» - فیزیكدانی در دانشگاه شفیلد انگلستان – به نام «Loschmidt's Number» که در سال 1933 چاپ شد، آمده است: این عدد كه پیوسته از آن به نام عدد آووگادرو یاد می شود، بیان دیگری از عدد لاشمیتز است كه همان تعداد مولكولهای موجود در هر سانتی مترمكعب را از گاز در شرایط استاندارد دارد.
متأسفانه این تعابیر بیشتر ناپایدارند. فرضیه مهم آووگادرو در شناسایی تعداد مولكول های گازهای گوناگون در حجم معین (با فشار و دمای یكسان) در سال 1811 فرموله شد؛ بنابر این، با نام وی درآمیخت؛ اما آووگادرو تخمین كمی از آنها را بیان نکرد.
نخستین تخمین واقعی از تعداد مولكول های موجود در هر سانتی مترمكعب از گاز، با شرایط استاندارد، در سال 1865 و به دست لاشمیتز زده شد و از این زمان بود كه تعداد مولكول ها (اتم ها) در هر گرم مولكول (اتم) ارزیابی شد؛ البته بر اساس بیشتر متون علمی آلمانی، از نظر كمیتی چنان برمی آید كه به جای عدد لاشمیتز بر سانتی مترمكعب باید گفت: عدد لاشمیتز بر مولكول (اتم) گرم.
بنابر این، تا سال 1933 نظریه روشنی درباره نام این عدد نبود. «ویرجو» ادامه می دهد كه: در آن سال 8 نام برای كشف مقدار واقعی این عدد ساخته شده بود؛ زیرا این عدد پایه ثابت اتمی است كه باحتمال مقدار آن مهمترین مطلب در فیزیك اتمی است.
جدیدترین مقدار برای آنچه ما امروزه آن را عدد آووگادرو می نامیم، پراش پرتو ایكسی است كه در فاصله شبكه ای فلزات و نمك ها سنجیده می شود.
در مقاله ویرجو، كوشش هایی را كه وی پیش از این در استفاده با این روش انجام داد، بیان کرده است.
در كتاب های نوین شیمی عمومی نتایج متأثر از این روش ها بیان شده است. برای نمون، از داده های حاصل از اشعه ایكس، فرد می تواند معین كند كه تیتانیوم (TI) ساختمانی با هسته مركزی مكعب شكل - یعنی دو اتم تیتان برای هر سلول - دارد و طول هر گوشه آن 330.6 پیكومتر است.
همچنین، می توان دریافت كه چگالی فلز تیتان 4.401 گرم بر سانتی مترمكعب است. تعداد مولكول های تیتان در هر مول از آن 47.88 گرم است.
امروزه بهترین مقدار كه همانا 6.022 141 99 x 1023 mol-1 اتم بر مول (منبع = پایگاه اینترنتی NIST) است.





طبقه بندی: عدد آووگادرو، 
نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 25 اسفند 1389 توسط محمد مهدی خدادادپور
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک
قالب وبلاگ