Do curso de química da escola, sabemos que se pegarmos um mol de qualquer substância, ela conterá 6,02214084(18)•10^23 átomos ou outros elementos estruturais (moléculas, íons, etc.). Por conveniência, o número de Avogadro geralmente é escrito desta forma: 6,02 • 10^23.
No entanto, por que a constante de Avogadro (em ucraniano “tornou-se Avogadro”) igual a este valor? Não há resposta para essa pergunta nos livros didáticos, e os historiadores da química oferecem uma variedade de versões. Parece que o número de Avogadro tem algum significado secreto. Afinal, existem números mágicos, onde alguns se referem ao número “pi”, números de fibonacci, sete (oito no leste), 13, etc. Vamos combater o vácuo de informação. Não falaremos sobre quem é Amedeo Avogadro e por que, além da lei que ele formulou, a constante encontrada, uma cratera na Lua também foi nomeada em homenagem a esse cientista. Muitos artigos já foram escritos sobre isso.
Para ser mais preciso, Amedeo Avogadro não contava moléculas ou átomos em nenhum volume específico. O primeiro a tentar descobrir quantas moléculas de um gás
contido em um determinado volume na mesma pressão e temperatura, foi Josef Loschmidt, e foi em 1865. Como resultado de seus experimentos, Loschmidt chegou à conclusão de que em um centímetro cúbico de qualquer gás em condições normais existem 2,68675 • 10^19 moléculas.
Subseqüentemente, um grande número de maneiras independentes foram inventadas sobre como determinar o número de Avogadro, e como os resultados na maior parte coincidiram, isso mais uma vez falou a favor da existência real de moléculas. No momento, o número de métodos ultrapassou 60, mas nos últimos anos, os cientistas vêm tentando melhorar ainda mais a precisão da estimativa para introduzir uma nova definição do termo “quilograma”. Até agora, o quilograma é comparado com o padrão de material escolhido sem nenhuma definição fundamental.
Mas voltando à nossa pergunta - por que essa constante é igual a 6,022 • 10^23?
Na química, em 1973, por conveniência nos cálculos, foi proposta a introdução de um conceito como "quantidade de substância". A unidade básica para medir a quantidade era o mol. De acordo com as recomendações da IUPAC, a quantidade de qualquer substância é proporcional ao número de suas partículas elementares específicas. O coeficiente de proporcionalidade não depende do tipo de substância, e o número de Avogadro é seu recíproco.
Para maior clareza, vamos dar um exemplo. Como é conhecido pela definição da unidade de massa atômica, 1 a.m.u. corresponde a um duodécimo da massa de um átomo de carbono 12C e é 1,66053878•10^(−24) gramas. Se multiplicarmos 1a.u.m. pela constante de Avogadro, você obtém 1.000 g/mol. Agora vamos pegar um elemento químico, digamos, berílio. De acordo com a tabela, a massa de um átomo de berílio é 9,01 amu. Vamos calcular a que um mol de átomos deste elemento é igual:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) grama9,01=9,01 grama/mol.
Assim, verifica-se que a massa molar é numericamente igual à massa atômica.
A constante de Avogadro foi especialmente escolhida para que a massa molar correspondesse ao valor atômico ou adimensional - a massa molecular relativa (atômica). Podemos dizer que o número de Avogadro deve sua aparência, por um lado, à unidade de massa atômica e, por outro, à unidade geralmente aceita para comparação de massa - o grama.
