> יש להודות שיחסים פשוטים מאוד ... קיימים בין נפחים של חומרים גזיים לבין מספר המולקולות הפשוטות או המורכבות היוצרות אותם. ההשערה הראשונה שמופיעה בהקשר זה, וכנראה אף ההשערה היחידה שניתן לקבל בה, היא ההנחה שמספר המולקולות השלמות בכל גזים הוא תמיד זהה לנפחים שווים, או תמיד פרופורציונלי לנפחים. אכן, אם היינו מניחים שמספר המולקולות הכלולות בנפח נתון הוא שונה עבור גזים שונים, כמעט ולא היה ניתן לדמות שהחוק המסדיר את המרחק בין מולקולות יכול לתת בכל המקרות יחסים כל כפי פשוטים כמו אלה שהעובדות שפירטנו מכריחות אותנו להכיר בין הנפח לבין מספר המולקולות.
לורנצו רומנו אמדאו קרלו אבוגדרו, רוזן קווארניה וצ'רטו היה מדען איטלקי, שנודע בעיקר תרומתו לתאוריה המולקולרית הידועה כיום כחוק אבוגדרו, הקובע כי נפחים שווים של גזים בתנאים זהים של טמפרטורה ולחץ יכילו מספר שווה של מולקולות. לכבודו, מספר הישויום היסודיים — אטומים, מולקולות, יונים או חלקיקים אחרים — ב-1 מול של חומר, 6.02214076×10²³, נקרא קבוע אבוגדרו, אחד משבע יחידות הבסיס של מערכת היחידות הבינלאומית (SI) ומסומן ב-NA.
ביוגרפיה
אמדאו אבוגדרו נולד בטורינו למשפחת אצולה של ממלכת סרדיניה (שהיא כיום חלק מאיטליה) בשנת 1776. הוא סיים לימודי משפט קאנוני בגיל 20 מאוחר והחל לעסוק במשפט. במהרה הוא הקדיש את עצמו לפיזיקה ומתמטיקה (שנקראו אז פילוסופיה חיובית), ובשנת 1809 החל ללמד אותן בתיכון (ליצ'יאו) בורצ'לי, שם חיה משפחתו והיו לה נכסים מסוימים.
בשנת 1811, הוא פרסם מאמר בשם "Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons" (מסה על דרך לקביעת המסות היחסיות של המולקולות היסודיות של הגופים, והיחסים לפיהן הן נכנסות להרכבות אלה), המכיל את ההשערה של אבוגדרו. אבוגדרו הגיש מסה זו לז'אן-קלוד דלאמתרי ב-Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle (כתב עת של פיזיקה, כימיה והיסטוריה של הטבע).
בשנת 1820, הוא מונה לפרופסור לפיזיקה באוניברסיטת טורינו. טורינו הייתה כעת בירת ממלכת סרדיניה המשוקמת תחת ויקטור אמנואל הראשון. אבוגדרו היה פעיל בתנועה המהפכנית של מרץ 1821. כתוצאה מכך, הוא איבד את משרתו ב-1823, או כפי שהאוניברסיטה הכריזה רשמית, היא "שמחה מאוד לאפשר למדען המעניין הזה לנוח מתפקידי ההוראה הכבדים, כדי שיוכל להקדיש תשומת לב טובה יותר למחקריו". לבסוף, המלך קרלו אלברט העניק חוקה (Statuto Albertino) ב-1848. זמן רב לפני כן, אבוגדרו חזר לאוניברסיטה בטורינו ב-1833, שם לימד במשך עשרים שנה נוספות.
מעט ידוע על חייו הפרטיים של אבוגדרו, שנראים כי היו צנועים ודתיים. הוא נישא לפליצ'יטה מאזה והיו לו שישה ילדים. אבוגדרו כיהן בתפקידים הקשורים לסטטיסטיקה, מטאורולוגיה ומשקולות ומידות (הוא הכניס את מערכת המטרית לפיימונט) והיה חבר במועצה העליונה המלכותית להוראה ציבורית.
הוא נפטר ב-9 ביולי 1856.
הישגים
לכבוד תרומותיו של אבוגדרו לתאוריה המולקולרית, מספר המולקולות למול של חומר נקרא "קבוע אבוגדרו", NA. הוא בדיוק 6.02214076×10²³ mol⁻¹. קבוע אבוגדרו משמש לחישוב תוצאות של תגובות כימיות. הוא מאפשר לכימאים לקבוע את כמויות החומרים הנוצרים בתגובה נתונה ברמת דיוק רבה.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →יוהאן יוזף לושמידט היה הראשון שחישב את ערך קבוע אבוגדרו, מספר החלקיקים במול אחד, שלפעמים מכונה "מספר לושמידט" במדינות דוברות גרמנית (לקבוע לושמידט יש משמעות אחרת כיום).
חוק אבוגדרו קובע כי היחס בין מסות של אותו נפח של כל הגזים באותה טמפרטורה ולחץ מתאים ליחס בין משקליהם המולקולריים היחסיים. לכן, ניתן לחשב את המסה המולקולרית היחסית של גז מהמסה של דגימה בנפח ידוע.
Saggio di teoria matematica della distribuzione dell'elettricità sulla superficie dei corpi conduttori, 1844
אבוגדרו פיתח את ההשערה שלו לאחר שז'וזף לואי גי-לוסאק פרסם את חוקו על נפחים וגזים מתערבבים ב-1808. הבעיה הגדולה ביותר שאבוגדרו היה צריך לפתור הייתה הבלבול באותה תקופה בנוגע לאטומים ומולקולות. אחת מתרומותיו החשובות ביותר הייתה הבחנה ברורה ביניהם, כאשר קבע כי גזים מורכבים ממולקולות, ומולקולות אלה מורכבות מאטומים. למשל, ג'ון דלטון לא שקל את האפשרות הזו. אבוגדרו לא השתמש במילה "אטום" כי המילים "אטום" ו"מולקולה" נעשו בשימוש כמעט ללא הבדל. הוא האמין שיש שלושה סוגים של "מולקולות", כולל "מולקולה יסודית" (שלנו "אטום"). גם הוא נתן תשומת לב רבה יותר להגדרת המסה, כפי שהיא מובחנת מהמשקל.
בשנת 1815, הוא פרסם "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" (הערה על המסות היחסיות של מולקולות הגופים הפשוטים, או צפיפויות המשוערות של גזיהם, ועל הרכבם של חלק מתרכובותיהם, כהמשך למסה על אותו נושא, שפורסמה בכתב העת של פיזיקה, יולי 1811) על צפיפויות גזים.
בשנת 1821 הוא פרסם מאמר נוסף, "Nouvelles considérations sur la théorie des proportions déterminées dans les combinaisons, et sur la détermination des masses des molécules des corps" (השקפות חדשות על תאוריית היחסים הקבועים בהרכבות, ועל קביעת המסות של מולקולות הגופים) וזמן קצר לאחר מכן, "Mémoire sur la manière de ramener les composès organiques aux lois ordinaires des proportions déterminées" (הערה על הדרך למצוא את ההרכב האורגני על פי חוקי היחסים הקבועים הרגילים).
בשנת 1841, הוא פרסם את עבודתו ב-Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de' corpi, 4 כרכים.
תגובה לתאוריה
הקהילה המדעית לא נתנה תשומת לב רבה לתאוריה של אבוגדרו, והיא לא התקבלה מיד. אנדרה-מארי אמפר הציע תאוריה דומה מאוד שלוש שנים מאוחר יותר ב-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; "On the Determination of Proportions in which Bodies Combine According to the Number and the Respective Disposition of the Molecules by Which Their Integral Particles Are Made", אך גם לתאוריה שלו נראתה אותה אדישות.
רק באמצעות מחקרים של שארל פרדריק גרהארד ואוגוסט לורן על כימיה אורגנית היה ניתן להוכיח שחוק אבוגדרו מסביר למה אותן כמויות של מולקולות בגז יש אותו נפח.
Mémoire.
למרבה הצער, ניסויים קשורים עם חומרים אי-אורגניים הראו סתירות נראות. זה נפתר לבסוף על ידי סטניסלאו קניצארו, כפי שהוכרז בקונגרס קרלסרוהה ב-1860, ארבע שנים לאחר מותו של אבוגדרו. הוא הסביר שחריגות אלה נובעות מדיסוציאציה מולקולרית בטמפרטורות מסוימות, ושחוק אבוגדרו קובע לא רק מסות מולקולריות, אלא גם מסות אטומיות.
ב-1911, כינוס בטורינו ציין מאה שנה לפרסום המאמר הקלאסי של אבוגדרו מ-1811. המלך ויקטור אמנואל השלישי השתתף, ותרומתו הגדולה של אבוגדרו לכימיה הוכרה.
רודולף קלאוזיוס, עם תאוריית הקינטיקה שלו על גזים שהציע ב-1857, סיפק ראיות נוספות לחוק אבוגדרו. יעקובוס הנריקוס ואן 'ט הוף הראה שהתאוריה של אבוגדרו תקפה גם בתמיסות דלות.
אבוגדרו מוכר כמייסד תאוריית האטום-מולקולה.