Por el curso de química de la escuela sabemos que si tomamos un mol de cualquier sustancia, esta contendrá 6.02214084(18)•10^23 átomos u otros elementos estructurales (moléculas, iones, etc.). Por comodidad, el número de Avogadro suele escribirse de esta forma: 6,02 • 10^23.
Sin embargo, ¿por qué la constante de Avogadro (en ucraniano "se convirtió en Avogadro") es igual a este valor? No hay respuesta a esta pregunta en los libros de texto y los historiadores de la química ofrecen una variedad de versiones. Parece que el número de Avogadro tiene algún significado secreto. Después de todo, existen números mágicos, donde algunos se refieren al número "pi", números de fibonacci, siete (ocho en el este), 13, etc. Lucharemos contra el vacío de información. No hablaremos de quién es Amedeo Avogadro, y por qué, además de la ley que formuló, la constante encontrada, también se nombró un cráter en la Luna en honor a este científico. Ya se han escrito muchos artículos sobre esto.
Para ser precisos, Amedeo Avogadro no contaba moléculas ni átomos en ningún volumen en particular. El primero en tratar de averiguar cuántas moléculas de un gas
contenida en un volumen dado a la misma presión y temperatura, fue Josef Loschmidt, y fue en 1865. Como resultado de sus experimentos, Loschmidt llegó a la conclusión de que en un centímetro cúbico de cualquier gas en condiciones normales hay 2,68675 • 10^19 moléculas.
Posteriormente, se inventaron una gran cantidad de formas independientes sobre cómo determinar el número de Avogadro, y dado que los resultados coincidieron en su mayor parte, esto una vez más habló a favor de la existencia real de moléculas. Por el momento, la cantidad de métodos ha superado los 60, pero en los últimos años, los científicos han estado tratando de mejorar aún más la precisión de la estimación para introducir una nueva definición del término "kilogramo". Hasta ahora, el kilogramo se compara con el material estándar elegido sin ninguna definición fundamental.
Pero volvamos a nuestra pregunta: ¿por qué esta constante es igual a 6,022 • 10^23?
En química, en 1973, por conveniencia en los cálculos, se propuso introducir un concepto como "cantidad de sustancia". La unidad básica para medir la cantidad era el mol. Según las recomendaciones de la IUPAC, la cantidad de cualquier sustancia es proporcional al número de sus partículas elementales específicas. El coeficiente de proporcionalidad no depende del tipo de sustancia, y el número de Avogadro es su recíproco.
Para mayor claridad, tomemos un ejemplo. Como se sabe por la definición de la unidad de masa atómica, 1 a.m.u. corresponde a una doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12C y es 1,66053878•10^(−24) gramos. Si multiplicamos 1a.u.m. por la constante de Avogadro, obtienes 1.000 g/mol. Ahora tomemos algún elemento químico, digamos, berilio. Según la tabla, la masa de un átomo de berilio es 9,01 uma. Calculemos a qué equivale un mol de átomos de este elemento:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) gramo9,01=9,01 gramo/mol.
Por lo tanto, resulta que la masa molar es numéricamente igual a la masa atómica.
La constante de Avogadro se eligió especialmente para que la masa molar correspondiera al valor atómico o adimensional: la masa molecular (atómica) relativa. Podemos decir que el número de Avogadro debe su aparición, por un lado, a la unidad de masa atómica y, por otro lado, a la unidad generalmente aceptada para comparar masas: el gramo.
