Koulun kemian kurssilla tiedämme, että jos otamme yhden moolin mitä tahansa ainetta, se sisältää 6.02214084(18)•10^23 atomia tai muita rakenneelementtejä (molekyylejä, ioneja jne.). Mukavuuden vuoksi Avogadro-numero kirjoitetaan yleensä tässä muodossa: 6.02 • 10^23.
Miksi Avogadro-vakio (ukrainaksi "tuli Avogadroksi") on kuitenkin yhtä suuri kuin tämä arvo? Oppikirjoissa ei ole vastausta tähän kysymykseen, ja kemian historioitsijat tarjoavat erilaisia versioita. Näyttää siltä, että Avogadron numerolla on jokin salainen merkitys. Onhan olemassa maagisia numeroita, joissa jotkut viittaavat numeroon "pi", fibonacci-luvut, seitsemän (idässä kahdeksan), 13 jne. Taistelemme tietotyhjiötä vastaan. Emme puhu siitä, kuka Amedeo Avogadro on ja miksi hänen laatimansa lain lisäksi löydettiin vakio, Kuussa oleva kraatteri nimettiin myös tämän tiedemiehen kunniaksi. Tästä on jo kirjoitettu monia artikkeleita.
Tarkemmin sanottuna Amedeo Avogadro ei laskenut molekyylejä tai atomeja missään tietyssä tilavuudessa. Ensimmäinen, joka yrittää selvittää, kuinka monta molekyyliä kaasua
sisältyi tietyssä tilavuudessa samassa paineessa ja lämpötilassa, oli Josef Loschmidt, ja se oli vuonna 1865. Kokeidensa tuloksena Loschmidt tuli siihen tulokseen, että missä tahansa kaasun kuutiosenttimetrissä normaaleissa olosuhteissa on 2,68675 • 10^19 molekyyliä.
Myöhemmin keksittiin suuri joukko riippumattomia tapoja määrittää Avogadro-luku, ja koska tulokset olivat suurimmaksi osaksi samat, tämä puhui jälleen kerran molekyylien todellisen olemassaolon puolesta. Tällä hetkellä menetelmien määrä on ylittänyt 60, mutta viime vuosina tutkijat ovat yrittäneet edelleen parantaa arvion tarkkuutta ottaakseen käyttöön uuden määritelmän termille "kilo". Toistaiseksi kiloa on verrattu valittuun materiaalistandardiin ilman perustavanlaatuista määritelmää.
Mutta takaisin kysymykseemme - miksi tämä vakio on 6,022 • 10^23?
Kemiassa vuonna 1973 ehdotettiin laskelmien mukavuuden vuoksi sellaisen käsitteen käyttöönottoa kuin "aineen määrä". Suuren mittauksen perusyksikkö oli mooli. IUPAC-suositusten mukaan minkä tahansa aineen määrä on verrannollinen sen spesifisten alkuainehiukkasten lukumäärään. Suhteellisuuskerroin ei riipu aineen tyypistä, ja Avogadro-luku on sen käänteisluku.
Otetaan selvyyden vuoksi esimerkki. Kuten atomimassayksikön määritelmästä tiedetään, 1 a.m.u. vastaa yhtä kahdestoistaosaa yhden hiiliatomin massasta 12C ja on 1,66053878•10^(−24) grammaa. Jos kerrotaan 1a.u.m. Avogadro-vakiolla saat 1 000 g/mol. Otetaan nyt jokin kemiallinen alkuaine, esimerkiksi beryllium. Taulukon mukaan yhden berylliumatomin massa on 9,01 amu. Lasketaan kuinka yksi mooli tämän alkuaineen atomeja on yhtä suuri:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) grammaa9,01=9,01 grammaa/mol.
Siten käy ilmi, että moolimassa on numeerisesti sama kuin atomimassa.
Avogadron vakio valittiin erityisesti siten, että moolimassa vastasi atomi- tai dimensiotonta arvoa - suhteellista molekyylimassaa (atomimassaa). Voimme sanoa, että Avogadro-luku johtuu ulkonäöstään toisa alta atomimassayksiköstä ja toisa alta yleisesti hyväksytystä massan vertailuyksiköstä - grammasta.
