必须……承认气态物质的体积与组成它们的简单或复合分子的数目之间存在非常简单的关系。在这方面首先出现的、显然也是唯一可以接受的假设,就是假定任何气体中的整数分子数对于相等的体积总是相同的,或总是与体积成正比。确实,如果我们假定给定体积中所含的分子数对于不同的气体是不同的,那么几乎不可能想象调节分子间距离的规律在所有情况下都能给出如刚才详述的事实所强制我们承认的那样简单的体积与分子数之间的关系。
Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro,Quaregna和Cerreto伯爵,是一位意大利科学家,最著名的是他对分子论的贡献,现在被称为Avogadro定律,该定律指出在相同温度和压力条件下,相等体积的气体包含相等数量的分子。为了纪念他,物质中1摩尔所包含的基本实体(原子、分子、离子或其他粒子)的数量6.02214076×10²³被称为Avogadro常数,是七个国际单位制基本单位之一,用NA表示。
传记
Amedeo Avogadro于1776年出生在撒丁王国的都灵(现为意大利的一部分)的一个贵族家庭。他在20岁的高龄时获得了教会法律学位并开始执业。不久之后,他致力于物理学和数学(当时称为正哲学),并在1809年开始在他的家族居住和拥有产业的Vercelli的高中教授这些科目。
1811年,他发表了题为《Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons》(《关于测定物体基本分子相对质量及其在这些化合物中所占比例的方法论文》)的文章,该文章包含了Avogadro假说。Avogadro将这篇论文提交给了Jean-Claude Delamétherie的《Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle》(《物理、化学和自然历史杂志》)。
1820年,他成为都灵大学物理学教授。都灵现在是Victor Emmanuel I统治下恢复的撒丁Savoyard王国的首都。Avogadro积极参与1821年3月的革命运动。结果,他在1823年失去了教授职位,或者按照大学的官方声明,这是为了"让这位有趣的科学家从繁重的教学工作中休息,以便能够更好地关注他的研究"。最终,King Charles Albert在1848年颁布了宪法《Statuto Albertino》。远在此之前,Avogadro就在1833年被召回都灵大学,并在那里教了另外二十年。
关于Avogadro的私人生活鲜为人知,他的私生活似乎朴素而虔诚。他与Felicita Mazzé结婚,有六个孩子。Avogadro曾担任涉及统计学、气象学和权重测量的职位,他将公制引入了Piedmont,并且是皇家高等公共教育委员会的成员。
他于1856年7月9日去世。
成就
为了纪念Avogadro对分子论的贡献,每摩尔物质中的分子数被命名为"Avogadro常数"NA。其值恰好为6.02214076×10²³ mol⁻¹。Avogadro常数用于计算化学反应的结果。它使化学家能够以很高的精确度确定给定反应中产生的物质数量。
Johann Josef Loschmidt首先计算了Avogadro常数的值,即一摩尔中的粒子数,有时在德语国家被称为Loschmidt数,Loschmidt常数现在有了另一个含义。
Avogadro定律指出相同温度和压力下相同体积的所有气体的质量之间的关系对应于它们各自分子量之间的关系。因此,气体的相对分子质量可以从已知体积的样品的质量计算出来。

Avogadro在Joseph Louis Gay-Lussac于1808年发表他的关于体积和气体混合的定律后开发了这一假说。Avogadro必须解决的最大问题是当时关于原子和分子的混淆。他最重要的贡献之一是清楚地区分这两者,指出气体由分子组成,而这些分子由原子组成。例如,John Dalton没有考虑这种可能性。Avogadro实际上没有使用"原子"这个词,因为"原子"和"分子"这两个词的使用方式几乎没有区别。他认为存在三种"分子",包括"基本分子"或我们的"原子"。此外,他更加关注质量的定义,将其与重量区分开来。
1815年,他发表了《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》(《关于基本分子的相对质量或其气体的假定密度,以及它们某些化合物的成分的注记,作为1811年7月发表在《物理杂志》上的同一主题论文的后续》)关于气体密度。
1821年,他发表了另一篇论文《Nouvelles considérations sur la théorie des proportions déterminées dans les combinaisons, et sur la détermination des masses des molécules des corps》(《关于化合物中确定比例理论的新见解,以及关于原子和分子质量测定的注记》),随后不久,发表了《Mémoire sur la manière de ramener les composès organiques aux lois ordinaires des proportions déterminées》(《关于用确定比例的常规定律寻找有机成分的注记》)。
1841年,他出版了他的著作《Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de' corpi》,共4卷。
对该理论的反应
科学界对Avogadro的理论没有给予很大关注,它也没有被立即接受。André-Marie Ampère在三年后提出了一个非常相似的理论,发表在《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》(《关于物体根据组成其整体粒子的分子数量和相应排列而结合的比例的测定》)中,但对他的理论也显示了同样的漠视。
只有通过Charles Frédéric Gerhardt和Auguste Laurent对有机化学的研究,才有可能证明Avogadro定律解释了为什么气体中相同数量的分子具有相同的体积。

不幸的是,与某些无机物质相关的实验显示了明显的矛盾。这最终由Stanislao Cannizzaro解决,如在1860年Karlsruhe大会上所宣布的,这是在Avogadro去世四年后。他解释说这些例外是由于某些温度下分子的解离引起的,而Avogadro定律不仅确定了分子质量,而且还确定了原子质量。
1911年,在都灵举行的一次会议纪念了Avogadro经典论文1811年出版一百周年。King Victor Emmanuel III出席了会议,Avogadro对化学的伟大贡献得到了认可。
Rudolf Clausius通过他在1857年提出的关于气体的动理论,为Avogadro定律提供了进一步的证据。Jacobus Henricus van 't Hoff证明了Avogadro理论在稀溶液中也成立。
Avogadro被誉为原子-分子理论的创始人。



