Avogadron vakio

Avogadron vakio (tunnus N_A) on fysiikassa ja kemiassa käytetty vakio, joka ilmoittaa moolissa ainetta olevien hiukkasten lukumäärän.

Amadeo Avogadro (ennen vuotta 1856).

Määritelmä ja arvo

Avogadron vakion määritelmä liittyy läheisesti moolin määritelmään. Mooli on nykyisin määritelty ainemääräksi, joka sisältää 6,022 140 76·10²³ perusosasta. Perusosaset voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkaisia tai hiukkasten ryhmiä. Moolin määritelmässä esiintyvää lukua 6,022 140 76·10²³ sanotaan Avogadron luvuksi ja suuretta 6,022 140 76·10²³ mol^-1 Avogadron vakioksi.^[1]

Moolin nykyinen määritelmä vahvistettiin 26. yleisessä paino- ja mittakonferenssissa vuonna 2018, ja se tuli voimaan 20. toukokuuta 2019.^[1] Aikaisemmin mooli oli määritelty ainemääräksi, joka sisältää yhtä monta atomia tai muuta hiukkasta kuin 12 grammassa hiili-isotooppia C-12 on atomeja. Vastaavasti Avogadron vakio määriteltiin atomien lukumääräksi 12 grammassa hiili-12:ta. Hiili-12 valittiin määritelmään aikoinaan siksi, että sen atomipaino voitiin mitata erityisen tarkasti. Kuitenkin vasta 2010-luvulla atomien lukumäärä grammassa hiili-12:ta voitiin määrittää niin tarkasti, että sen pohjalta voitiin moolille vahvistaa uusi määritelmä.

Suhde muihin vakioihin

Avogadron vakio muodostaa yhteyden massan (grammoissa) ja atomimassayksikön (u) välille:

• m(g) = N_A u.

Esimerkiksi raudan atomimassa on noin 55,85 u. Avogadron vakion ilmoittama määrä eli mooli rauta-atomeja painaa siten 55,85 grammaa.

Avogadron vakiolla voidaan muuttaa atomimitan luonnonvakiot moolisiksi luonnonvakioiksi:

• R = N_A k_B, missä R on moolinen kaasuvakio ja k_B on Boltzmannin vakio
• F = N_A e, missä F on Faradayn vakio ja e on alkeisvaraus.

Historia

Avogadron vakio on nimetty 1800-luvun alkupuolella eläneen italialaisen tiedemiehen Amedeo Avogadron mukaan. Ensimmäisenä luvun nimesi ilmeisesti Jean Baptiste Perrin. Hän kutsui sitä Avogadron vakioksi.

Avogadron vakion arvon laski ensimmäisenä Joseph Loschmidt vuonna 1865 käyttäen kineettistä kaasuteoriaa. Saksankielisissä maissa Avogadron vakiota kutsutaankin joskus Loschmidtin luvuksi.