يجب ... الاعتراف بأن علاقات بسيطة جداً ... توجد بين أحجام المواد الغازية وعدد الجزيئات البسيطة أو المركبة التي تكونها. الفرضية الأولى التي تقدم نفسها في هذا الصدد، وعلى ما يبدو حتى الوحيدة المقبولة، هي افتراض أن عدد الجزيئات المتكاملة في أي غاز يكون دائماً متساوياً في الأحجام المتساوية، أو يكون دائماً متناسباً مع الأحجام. في الواقع، إذا افترضنا أن عدد الجزيئات الموجودة في حجم معين مختلف بالنسبة للغازات المختلفة، فسيكون من الصعب جداً تصور أن القانون الذي ينظم مسافة الجزيئات يمكن أن يعطي في جميع الحالات علاقات بسيطة جداً كتلك التي تجبرنا الحقائق المذكورة للتو على الاعتراف بها بين الحجم وعدد الجزيئات.
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro، Count of Quaregna and Cerreto كان عالماً إيطالياً، اشتهر بشكل أساسي بمساهمته في نظرية جزيئية تُعرف الآن باسم قانون Avogadro، والذي ينص على أن أحجاماً متساوية من الغازات تحت نفس ظروف درجة الحرارة والضغط تحتوي على أعداد متساوية من الجزيئات. تكريماً له، يُعرف عدد الكيانات الأولية ذرات أو جزيئات أو أيونات أو جزيئات أخرى في 1 مول من المادة، 6.02214076×10²³، باسم ثابت Avogadro، وهو أحد الوحدات الأساسية السبع SI ويُرمز إليه بـ NA.
السيرة الذاتية
وُلد Amedeo Avogadro في تورينو لعائلة نبيلة من مملكة سردينيا التي أصبحت الآن جزءاً من إيطاليا في عام 1776. تخرج في القانون الكنسي في السن المتقدمة نسبياً وهي 20 سنة وبدأ في ممارسة المهنة. بعد فترة قصيرة، كرّس نفسه للفيزياء والرياضيات التي كانت تُسمى آنذاك الفلسفة الموجبة، وفي عام 1809 بدأ تدريسهما في مدرسة ليسيه في Vercelli، حيث عاشت عائلته وكان لها بعض الممتلكات.
في عام 1811، نشر مقالة بعنوان Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons "بحث عن طريقة تحديد الكتل النسبية للجزيئات الأولية للأجسام والنسب التي تدخل بها هذه التركيبات"، والذي يحتوي على فرضية Avogadro. قدّم Avogadro هذا البحث إلى Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle "مجلة الفيزياء والكيمياء والتاريخ الطبيعي" من تحرير Jean-Claude Delamétherie.
في عام 1820، أصبح أستاذاً للفيزياء في جامعة تورينو. كانت تورينو الآن عاصمة مملكة سردينيا Savoyard المستعادة تحت حكم Victor Emmanuel I. كان Avogadro نشطاً في الحركة الثورية في مارس 1821. نتيجة لذلك، فقد منصبه في عام 1823 أو، كما أعلنت الجامعة رسمياً، كانت "سعيدة جداً بالسماح لهذا العالم المهم بأخذ فترة راحة من واجبات التدريس الثقيلة، لكي يتمكن من إيلاء اهتمام أفضل لأبحاثه". في نهاية المطاف، منح الملك Charles Albert دستوراً Statuto Albertino في عام 1848. قبل هذا بوقت طويل، تمت استدعاء Avogadro إلى جامعة تورينو مرة أخرى في عام 1833، حيث درّس لمدة عشرين سنة أخرى.
لا يُعرف الكثير عن الحياة الخاصة لـ Avogadro، والتي يبدو أنها كانت رصينة ودينية. تزوج من Felicita Mazzé وأنجب ستة أطفال. شغل Avogadro مناصب متعلقة بالإحصائيات والأرصاد الجوية والأوزان والمقاييس وقدّم النظام المتري في Piedmont وكان عضواً في المجلس الملكي الأعلى للتعليم العام.
توفي في 9 يوليو 1856.
الإنجازات
تكريماً لمساهمات Avogadro في النظرية الجزيئية، يُطلق على عدد الجزيئات في كل مول من المادة اسم "ثابت Avogadro"، NA. وهو بالضبط 6.02214076×10²³ mol−1. يُستخدم ثابت Avogadro لحساب نتائج التفاعلات الكيميائية. فهو يسمح للكيميائيين بتحديد كميات المواد المُنتجة في تفاعل معين بدقة عالية جداً.
قام Johann Josef Loschmidt بأول حساب لقيمة ثابت Avogadro، وهو عدد الجزيئات في مول واحد، يُشار إليه أحياناً باسم رقم Loschmidt في الدول الناطقة بالألمانية ثابت Loschmidt له معنى آخر الآن.
ينص قانون Avogadro على أن العلاقة بين كتل نفس الحجم من جميع الغازات عند نفس درجة الحرارة والضغط تتوافق مع العلاقة بين أوزانهم الجزيئية الخاصة بهم. ومن ثم، يمكن حساب الكتلة الجزيئية النسبية للغاز من كتلة عينة ذات حجم معروف.
طوّر Avogadro هذه الفرضية بعد أن نشر Joseph Louis Gay-Lussac قانونه حول الأحجام والغازات المتحدة في عام 1808. كانت أكبر مشكلة اضطر Avogadro إلى حلها هي الالتباس الذي كان قائماً في ذلك الوقت فيما يتعلق بالذرات والجزيئات. كانت إحدى أهم مساهماته هي التمييز الواضح بين أحدهما والآخر، حيث ذكر أن الغازات تتكون من جزيئات، وهذه الجزيئات تتكون من ذرات. على سبيل المثال، لم يأخذ John Dalton هذه الإمكانية بعين الاعتبار. لم يستخدم Avogadro فعلياً كلمة "ذرة" لأن كلمتي "ذرة" و"جزيء" كانتا تُستخدمان دون فرق تقريباً. كان يعتقد أن هناك ثلاثة أنواع من "الجزيئات"، بما فيها "جزيء أولي" وهي "ذرتنا". كما أولى المزيد من الاهتمام لتعريف الكتلة، التي تختلف عن الوزن.
في عام 1815، نشر Mémoire sur les masses relatives des molécules des corps simples, ou densités présumées de leur gaz, et sur la constitution de quelques-uns de leur composés, pour servir de suite à l'Essai sur le même sujet, publié dans le Journal de Physique, juillet 1811 "ملاحظة عن الكتل النسبية للجزيئات الأولية، أو الكثافات المفترضة لغازاتها، وعن مكونات بعض مركباتها، كمتابعة للبحث حول نفس الموضوع، المنشور في مجلة الفيزياء، يوليو 1811" حول كثافات الغاز.
في عام 1821 نشر ورقة أخرى، Nouvelles considérations sur la théorie des proportions déterminées dans les combinaisons, et sur la détermination des masses des molécules des corps "اعتبارات جديدة حول نظرية النسب المحددة في التركيبات، وحول تحديد كتل الذرات" وفي فترة قصيرة بعد ذلك، Mémoire sur la manière de ramener les composès organiques aux lois ordinaires des proportions déterminées "ملاحظة حول طريقة إيجاد التركيب العضوي من خلال قوانين النسب المحددة العادية".
في عام 1841، نشر عمله في Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de' corpi, 4 volumes.
الاستجابة للنظرية
لم تعط الجماعة العلمية اهتماماً كبيراً لنظرية Avogadro، ولم تُقبل على الفور. اقترح André-Marie Ampère نظرية مشابهة جداً بعد ثلاث سنوات في Sur la détermination des proportions dans lesquelles les corps se combinent d'après le nombre et la disposition respective des molécules dont leurs particules intégrantes sont composées; "حول تحديد النسب التي تتحد بها الأجسام وفقاً لعدد والتوزيع الخاص للجزيئات التي تتكون منها جزيئاتها المتكاملة"، لكن نفس اللامبالاة ظهرت تجاه نظريته أيضاً.
فقط من خلال دراسات Charles Frédéric Gerhardt و Auguste Laurent في الكيمياء العضوية كان من الممكن إثبات أن قانون Avogadro يشرح لماذا تحتل نفس كميات الجزيئات في الغاز على نفس الحجم.
لسوء الحظ، أظهرت التجارب ذات الصلة ببعض المواد غير العضوية تناقضات ظاهرية. تم حل هذا أخيراً بواسطة Stanislao Cannizzaro، كما أُعلن في مؤتمر Karlsruhe في عام 1860، قبل أربع سنوات من وفاة Avogadro. شرح أن هذه الاستثناءات كانت بسبب انحلال جزيئي عند درجات حرارة معينة، وأن قانون Avogadro حدد ليس فقط الكتل الجزيئية، بل الكتل الذرية أيضاً.
في عام 1911، احتفلت ندوة في تورينو بالذكرى المئوية لنشر ورقة Avogadro الكلاسيكية عام 1811. حضر الملك Victor Emmanuel III، واعترفت بمساهمة Avogadro العظيمة للكيمياء.
قدّم Rudolf Clausius، مع نظريته الحركية على الغازات المقترحة في عام 1857، أدلة إضافية لقانون Avogadro. أظهر Jacobus Henricus van 't Hoff أن نظرية Avogadro انطبقت أيضاً على الحلول المخففة.
يُعتبر Avogadro مؤسساً للنظرية الذرية الجزيئية.
