Кіріспе

Италиялық ғалым (1776–1856)

Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро, Кварегна және Серрето графы (/æ//v//ə/'/ɡ//ɑː//d//r//oʊ/, сондай-ақ /US/, /ɑː//v// /, ameˈdɛːo avoˈɡaːdro; 9 тамыз 1776 – 9 шілде 1856) – молекулалық теорияға үлкен үлес қосқан итальян ғалымы, қазір Авогадро заңы деп белгілі. Бұл заңға сәйкес, температура мен қысым жағдайлары бірдей болғанда газдардың тең көлемдері тең мөлшерде молекулаларды қамтиды. Оның құрметіне, заттағы элементар құрылымдардың (атомдар, молекулалар, иондар немесе басқа бөлшектер) санының, оның зат мөлшеріне қатынасы (соңғысы мольмен өлшенетін), Авогадро тұрақтысы деп аталады. Бұл тұрақты NA арқылы белгіленеді және SI жүйесінің жеті анықтамалық тұрақтысының бірі болып табылады.

Өмірбаян

Амедео Авогадро 1776 жылы Турин қаласында Сардиния Корольдігінің (қазір Италияның бір бөлігі) ақсүйек отбасында дүниеге келді. Ол 20 жасында діни заң саласын бітіріп, заңгерлікпен айналыса бастады. Бірақ көп ұзамай физика мен математикаға (сол кезде оң философия деп аталған) ден қойып, 1809 жылы Верчеллидегі лицейде (жоғары мектепте) оқытушылық қызметін бастады. Оның отбасы сол жерде тұрып, мүлкі болған. 1811 жылы ол «Денелердің элементар молекулаларының салыстырмалы массаларын анықтау тәсілі және олардың осы қосылыстарға қатынас есебімен енуі туралы эссе» (Essai d'une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons) атты мақала жариялады, онда Авогадро гипотезасы қамтылған. Авогадро бұл эссені Жан-Клод Деламетеридің «Физика, химия және табиғат тарихы журналы» (Journal de Physique, de Chimie et d'Histoire naturelle) журналына жіберді. 1820 жылы ол Турин университетінде физика профессоры болды. Турин енді Виктор Эммануэль I басқаруымен қайта құрылған Савойя Корольдігінің астанасы еді. Авогадро 1821 жылғы наурыз айындағы революциялық қозғалысқа белсенді қатысты. Осының салдарынан 1823 жылы ол профессорлық қызметінен айырылды (немесе, университет ресми түрде мәлімдегендей, «осы қызықты ғалымға ауыр оқытушылық міндеттерден демалуға мүмкіндік беру үшін, зерттеулеріне көбірек назар аударуына жағдай жасау үшін өте қуанышты болды»). Ақырында, 1848 жылы король Чарльз Альберт конституцияны (Statuto Albertino) қабылдады. Бұған дейін, 1833 жылы Авогадро Турин университетіне қайта шақырылып, тағы жиырма жыл оқытумен айналысты. Авогадроның жеке өмірі туралы көп мәлімет жоқ, бірақ ол қарапайым және дінге берілген адам болған көрінеді. Ол Фелисита Маззеге үйленді және алты баласы болды. Авогадро статистика, метеорология және салмақтар мен өлшемдер саласындағы қызметтерді атқарды (оның өзі Пьемонтқа метрикалық жүйені енгізді) және Мемлекеттік білім беру жөніндегі Корольдік жоғары кеңесінің мүшесі болды. Ол 1856 жылдың 9 шілдесінде қайтыс болды.

Жетістіктер

Авогадроның молекулалық теорияға қосқан үлесі құрметіне, заттың бір моліндегі молекулалар саны Авогадро тұрақтысы, NA деп аталады. Авогадро тұрақтысы химиялық реакциялардың нәтижелерін есептеу үшін қолданылады. Ол химиктерге белгілі бір реакцияда түзілетін заттардың мөлшерін жоғары дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді. Иоганн Йозеф Лошмидт алғаш рет Авогадро тұрақтысының мәнін есептеп шығарды, яғни бір мольдегі бөлшектердің санын, кейде неміс тілді елдерде Лошмидт саны деп атайды (бірақ қазіргі кезде Лошмидт тұрақтысының басқа мағынасы бар). Авогадро заңы бойынша, бірдей температура мен қысымдағы барлық газдардың бірдей көлемінің массалары арасындағы қатынас, олардың тиісті молекулалық салмақтары арасындағы қатынасқа сәйкес келеді. Осылайша, газдың салыстырмалы молекулалық массасын белгілі көлемдегі үлгінің массасынан есептеуге болады. Авогадро бұл гипотезаны Жозеф Луи Гей-Люссак 1808 жылы көлемдер (және газдардың қосылыстары) туралы заңын жариялағаннан кейін жасады. Авогадроның шеше алмаған ең үлкен мәселесі – сол кездегі атомдар мен молекулаларға қатысты түсініксіздік болды. Оның ең маңызды еңбектерінің бірі – газдарды бір-бірінен нақты ажырату, газдар молекулалардан, ал молекулалар атомдардан тұратынын көрсету болды. (Мысалы, Джон Далтон мұндай мүмкіндікті қарастырмаған.) Авогадро «атом» сөзін пайдаланбады, себебі «атом» және «молекула» сөздері көбінесе айырмашылығызсыз қолданылды. Ол «молекулалардың» үш түрі бар деп сенді, соның ішінде «элементар молекула» (қазіргі «атом»). Сонымен қатар, ол массаның салмақтан ерекшеленетін анықтамасына көбірек мән берді. 1815 жылы ол газ тығыздықтары туралы «Жай денелер молекулаларының салыстырмалы массалары туралы, немесе олардың газдың шамамен тығыздықтары туралы, және олардың кейбір қосылыстарының құрамы туралы, 1811 жылғы шілдедегі «Жаңалықтар» журналында жарияланған осы тақырыптағы эссеге жалғас ретінде» еңбегін жариялады. 1821 жылы ол тағы бір мақала жариялады: «Nouvelles considérations sur la théorie des proportions déterminées dans les combinaisons, et sur la détermination des masses des molécules des corps» («Қосылыстардағы анықталған пропорциялар теориясы және денелер молекулаларының массасын анықтау туралы жаңа ойлар») және көп ұзамай «Mémoire sur la manière de ramener les composés organiques aux lois ordinaires des proportions déterminées» («Анықталған пропорциялардың қалыпты заңдары бойынша органикалық қосылыстарды табу тәсілі туралы ескерту»). 1841 жылы ол өзінің еңбегін «Fisica dei corpi ponderabili, ossia Trattato della costituzione materiale de' corpi» (4 томдық) жинағында жариялады.

Теорияға жауап

Ғалымдар қауымы Авогадроның теориясына көп көңіл бөлмеді, және ол бірден қабылданбады. Андре Мари Ампер үш жылдан кейін өте ұқсас теория ұсынды (оның «Денелердің құрамдас бөлшектері құрамындағы молекулалардың саны мен орналасуына сәйкес үйлесімділіктерді анықтау туралы» еңбегінде), бірақ оның теориясына да сондай бей-жайлық танылды. Тек Шарль Фредерик Герхардт пен Огюст Лоранның органикалық химия бойынша жүргізген зерттеулері арқылы Авогадро заңы газдағы молекулалардың бірдей мөлшерінің бірдей көлемді алып тұратынының себебін түсіндіруге мүмкіндік болды. Алайда, кейбір бейорганикалық заттармен жасалған тәжірибелер күрт қайшылықтарды көрсетті. Бұл мәселе, ақыры, 1860 жылы Карлсруэ конгресінде Авогадроның қайтыс болғаннан кейін төрт жыл өткен соң, Станислао Канниццаро тарапынан шешілді. Ол бұл ерекшеліктердің белгілі бір температурада молекулалық диссоциацияларға байланысты екенін, ал Авогадро заңы молекулалық массаны ғана емес, атомдық массаны да анықтайтынын түсіндірді. 1911 жылы Туринде Авогадроның 1811 жылғы классикалық еңбегі жарық көргеніне 100 жыл толуына арналған жиын өтті. Король Виктор Эммануэль III қатысып, Авогадроның химия ғылымына зор үлес қосқандығы мойындалды. Рудольф Клаузиус 1857 жылы ұсынған газдардың кинетикалық теориясы Авогадро заңына қосымша дәлелдер келтірді. Якоб Хенрикус ван’т Хофф Авогадро теориясының сұйылтылған ерітінділерде де қолданылатынын көрсетті. Авогадро атомдық-молекулалық теорияның негізін қалаушы ретінде құрметпен еске алынады.