كيف تم قياس عدد أفوجادرو؟

يشرحه جورج بودنر الكيميائي بجامعة بوردو على عكسِ ما يعتقدهُ أجيال دارسي الكيمياء، فإنَّ عدد أفوجادرو – وهو عدد الجُزيئات في وحدةٍ تُسمّى بالمول Mole– لم يكتشفه أماديو أفوجادرو (1856-1776).

عمِل أفوجادرو في البداية كمحامٍ، لكن مع ازدياد ولعه بالرّياضيّات والفيزياء، توجّه لدراستهم حتّى أصبح أوَّل أستاذٍ جامعيّ للفيزياء في ايطاليا، وقد انبثقت شهرته من فرضيّته، الَّتي افترضَ فيها بأنَّ الأحجامَ المتساوية لمُختلف الغازات تحوي نفس العدد من الجُزيئات عند درجة حرارة وضغط متساويين.

يُعتبر المعلّم النَّمساويّ جوزيف لوشمدت – والَّذي أصبحَ فيما بعد أستاذً جامعيّاً في جامعة فيينا – هو أوّل من قدَّر العدد الفعليّ للجُزيئات في كميّةٍ مُعيّنة من المادّة.

وفي عام 1865 استخدم لوشمدت النَّظريّة الجُزيئيّة الحركيّة لتقدير أعداد الجُزيئات في سنتيمتر مكعب من الغاز في ظروفٍ قياسيّةٍ مُحدّدة، حيث تُعرف هذه القيمة حاليّاً باسم ثابت لوشمدت والَّتي تُقدّر ب 2.6867773 x 1025 m-3

أمّا عن مُصطلحِ “عدد أفوجادرو” فأوّل من استخدمه هو الفيزيائيّ الفرنسيّ جين بيرين، حيثُ ذكرَ تقديراً لعدد أفوجادرو من خلال عملهِ على الحركة البراونيّة – وهي الحركة العشوائيّة للجُزيئات الميكروسكوبيّة المُعلّقة في سائلٍ أو غ

از- في عام 1909.

ومنذ ذلك الحين استُخدِمت العديد من التّقنيّات لحسابِ قيمة هذا الثّابت الأساسي، حيث يتطلّب تحديد قيمة عدد أفوجادرو بدقّة قياسَ كميّة واحدة في كِلا المقياسين الذَّريّ والمرئيّ باستخدام وحدة القياس نفسها، وأمكنَ تحديد ذلك الثابت لأوّل مرّةٍ حينما استطاع الفيزيائيّ الأمريكيّ روبرت ميليكان أنْ يقيس شُحنة الإلكترون، وقد كان آنذاك يعرف أنَّ شُحنة المول الواحد من الإلكترونات هو ثابت يُطلق عليه “فاراداي“.

فحسب الهيئة الوطنيّة للمعايير والتَّكنولوجيا The National Institute of Standards and Technology) NIST) يُعتبر أفضل تقدير لقيمة فاراداي هو 96,485.3383 كولوم لكلِّ مول من الإلكترونات، أمّا عن شُحنة الإلكترون الواحد فقد قُدّرت بـ 1.60217653 x 10-19 كولوم للإلكترون الواحد وذلك وفقاً لعدّةِ تجاربٍ واختبارات.

فلو قسّمنا شُحنة الإلكترونات الكُليّة (فاراداي) على شُحنة الإلكترون الواحد فإنَّنا سنحصلُ ع

لى قيمةِ عدد افوجادرو وهو 6.02214154 x 1023 جُسيماً في المول الواحد. هناك طريقة أُخرى لحسابِ عدد أفوجادرو تعتمد على قياس كثافة عيناتٍ مرئيّة لمادّةٍ شديدة النّقاء، وعلى المقياس الذَّريّ تُقاس كثافة تلك المادّة باستخدام تقنيّة حيود (انحراف) الأشعة السّينيّة وذلك لتحديدِ عدد الذَّرات لكلِّ خليّةٍ في البلّورة والمسافة بين النقاط المُتقابلة في البلّورات.

اقرأ أيضا: العدد التخيلي i مرفوع إلى i هو عدد حقيقي

المصدر: Avogadro’s number

• ترجمة: شادي قصاص.

• مراجعة: سومر شاهين.

• تدقيق لغوي: هديل الزبيدي.