अवोगाद्रो संख्या क्या है?

Oct 11 2011

यह एक गंभीर रूप से बड़ी संख्या है, और तकनीकी रूप से Amedeo Avogadro इसके साथ भी नहीं आया। तो इतालवी रसायनज्ञ ने रसायन विज्ञान की अद्भुत दुनिया पर इतना अमिट (संख्यात्मक) निशान कैसे बनाया?

अवोगाद्रो की संख्या: कम से कम इसे याद रखना उतना कठिन नहीं है जितना कि पाई।

हम आपको एक संकेत देंगे: यह 867-5309 नहीं है। वह जेनी का नंबर है, अवोगाद्रो का नहीं। आप सार्वजनिक बाथरूम की दीवार पर मार्कर में बिखरे इन अंकों को भी नहीं ढूंढ पाएंगे। हालाँकि, आप इसे एक मानक रसायन विज्ञान पाठ्यपुस्तक के पन्नों में खोजेंगे: यह 6.0221415 × 10 ²³ है। लिखा गया, वह 602,214,150,000,000,000,000,000 [स्रोत: फॉक्स ] है। समय पर कम? बस इसे तिल कहो।

जैसे एक दर्जन 12 चीजें हैं, वैसे ही एक तिल अवोगाद्रो की संख्या है। रसायन विज्ञान में, वे "चीजें" परमाणु या अणु हैं। सिद्धांत रूप में, आपके पास बेसबॉल या कुछ और का तिल हो सकता है, लेकिन यह देखते हुए कि बेसबॉल का एक तिल पृथ्वी को कई सौ मील की ऊंचाई तक कवर करेगा, आपको किसी भी चीज के तिल के लिए अच्छा व्यावहारिक उपयोग खोजने के लिए कठोर दबाव डाला जाएगा एक अणु से बड़ा [स्रोत: हिल और कोल्ब ]। तो अगर तिल का उपयोग केवल रसायन विज्ञान के लिए किया जाता है, तो एमेडियो अवोगाद्रो (पूरा नाम: लोरेंजो रोमानो एमेडियो कार्लो अवोगाद्रो) और रसायन विज्ञान ने पथ कैसे पार किया?

1776 में इटली में जन्मे अवोगाद्रो रसायन विज्ञान के विकास में एक महत्वपूर्ण अवधि के दौरान बड़े हुए। जॉन डाल्टन और जोसेफ लुई गे-लुसाक जैसे रसायनज्ञ परमाणुओं और अणुओं के मूल गुणों को समझने लगे थे, और उन्होंने गर्मजोशी से बहस की कि ये छोटे कण कैसे व्यवहार करते हैं। विशेष रूप से रुचि रखने वाले अवोगाद्रो के संस्करणों के संयोजन का गे-लुसाक का नियम। कानून में कहा गया है कि जब गैसों के दो आयतन एक दूसरे के साथ तीसरी गैस बनाने के लिए प्रतिक्रिया करते हैं, तो अभिकारकों के आयतन और उत्पाद के आयतन के बीच का अनुपात हमेशा साधारण पूर्ण संख्याओं से बना होता है। यहां एक उदाहरण दिया गया है: हाइड्रोजन गैस के दो खंड ऑक्सीजन गैस के एक आयतन के साथ मिलकर जल वाष्प के दो आयतन बनाते हैं (कम से कम जब तापमान काफी अधिक हो) जिसमें कुछ भी नहीं बचा हो, या:

2एच ₂ + ओ ₂ -> 2एच ₂ ओ

इस कानून के निहितार्थों के साथ छेड़छाड़ करते हुए, अवोगाद्रो ने यह निष्कर्ष निकाला कि यह सत्य होने के लिए, समान तापमान और दबाव पर किन्हीं दो गैसों के समान आयतन में समान संख्या में कण ( अवोगाद्रो का नियम ) होना चाहिए। और यह समझाने का एकमात्र तरीका है कि यह कानून किसी भी उदाहरण के लिए सही हो सकता है, जिसमें हमने अभी उल्लेख किया है, अगर परमाणुओं और अणुओं के बीच अंतर था और ऑक्सीजन जैसे कुछ तत्व वास्तव में अणुओं के रूप में मौजूद हैं (ऑक्सीजन के मामले में, हे ₂केवल ओ के बजाय) दी, अवोगाद्रो के पास अपने सिद्धांत का वर्णन करने के लिए "अणु" जैसे शब्द नहीं थे, और उनके विचारों को जॉन डाल्टन से प्रतिरोध मिला, दूसरों के बीच में। अवोगाद्रो के विचारों को वह ध्यान दिलाने के लिए स्टैनिस्लाओ कैनिज़ारो के नाम से एक और रसायनज्ञ की आवश्यकता होगी, जिसके वे हकदार थे। जब तक उन विचारों ने जोर पकड़ा, तब तक अवोगाद्रो का निधन हो चुका था।

तो अवोगाद्रो का नंबर इसमें कहां फिट बैठता है? क्योंकि अवोगाद्रो का नियम रसायन विज्ञान की उन्नति के लिए इतना महत्वपूर्ण साबित हुआ, रसायनज्ञ जीन बैप्टिस्ट पेरिन ने उनके सम्मान में इस संख्या का नाम रखा। यह देखने के लिए पढ़ें कि रसायनज्ञों ने एवोगैड्रो की संख्या कैसे निर्धारित की और क्यों, आज भी, यह रसायन विज्ञान का इतना महत्वपूर्ण हिस्सा है।

अभ्यास में अवोगाद्रो की संख्या

एवोगैड्रो की संख्या के लिए रसायनज्ञों ने इस तरह के मनमाने ढंग से आंकड़े पर कैसे समझौता किया ? यह समझने के लिए कि इसकी व्युत्पत्ति कैसे हुई, हमें पहले परमाणु द्रव्यमान इकाई (एमु) की अवधारणा से निपटना होगा। परमाणु द्रव्यमान इकाई को कार्बन-12 (कार्बन का सबसे सामान्य समस्थानिक) के एक परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 के रूप में परिभाषित किया गया है। यही कारण है कि यह साफ-सुथरा है: कार्बन -12 में छह प्रोटॉन, छह इलेक्ट्रॉन और छह न्यूट्रॉन होते हैं, और क्योंकि इलेक्ट्रॉनों का द्रव्यमान बहुत कम होता है, एक कार्बन -12 परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 एक प्रोटॉन या एक के द्रव्यमान के बहुत करीब होता है। एकल न्यूट्रॉन। तत्वों के परमाणु भार (वे संख्याएँ जिन्हें आप आवर्त सारणी में तत्वों के नीचे देखते हैं) को परमाणु द्रव्यमान इकाइयों के रूप में भी व्यक्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन का परमाणु भार औसतन 1.00794 amu है।

दुर्भाग्य से, रसायनज्ञों के पास ऐसा पैमाना नहीं है जो परमाणु द्रव्यमान इकाइयों को माप सके, और निश्चित रूप से उनके पास प्रतिक्रिया करने के लिए एक समय में एक परमाणु या अणु को मापने की क्षमता नहीं है। चूंकि अलग-अलग परमाणुओं का वजन अलग-अलग होता है, इसलिए रसायनज्ञों को परमाणुओं और अणुओं की अदृश्य दुनिया और ग्राम में मापने वाले तराजू से भरी रसायन विज्ञान प्रयोगशालाओं की व्यावहारिक दुनिया के बीच की खाई को पाटने का एक तरीका खोजना पड़ा। ऐसा करने के लिए, उन्होंने परमाणु द्रव्यमान इकाई और ग्राम के बीच संबंध बनाया, और वह संबंध इस तरह दिखता है:

1 एमू = 1/6.0221415 x 10 ²³ ग्राम

इस संबंध का अर्थ यह है कि यदि हमारे पास कार्बन-12 परमाणुओं का अवोगाद्रो संख्या, या एक मोल होता (जिसका परमाणु भार परिभाषा के अनुसार 12 एमू होता है), तो कार्बन-12 के उस नमूने का वजन ठीक 12 ग्राम होगा। रसायनज्ञ इस संबंध का उपयोग ग्राम की मापनीय इकाई और मोल की अदृश्य इकाई, परमाणुओं या अणुओं के बीच आसानी से परिवर्तित करने के लिए करते हैं।

अब जब हम जानते हैं कि अवोगाद्रो की संख्या कैसे काम आती है, तो हमें एक अंतिम प्रश्न की जांच करने की आवश्यकता है: रसायनज्ञों ने यह कैसे निर्धारित किया कि पहली जगह में कितने परमाणु हैं? पहला मोटा अनुमान भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट मिलिकन के सौजन्य से आया, जिन्होंने एक इलेक्ट्रॉन के आवेश को मापा। इलेक्ट्रॉनों के एक मोल का आवेश, जिसे फैराडे कहा जाता है, मिलिकन द्वारा अपनी खोज के समय से ही ज्ञात हो चुका था।

एक फैराडे को एक इलेक्ट्रॉन के आवेश से विभाजित करने पर, हमें अवोगाद्रो की संख्या प्राप्त होती है। समय के साथ, वैज्ञानिकों ने अवोगाद्रो की संख्या का अनुमान लगाने के नए और अधिक सटीक तरीके खोजे हैं, हाल ही में उन्नत तकनीकों का उपयोग करते हुए जैसे कि सिलिकॉन के 1 किलोग्राम क्षेत्र की ज्यामिति की जांच करने के लिए एक्स-रे का उपयोग करना और उस डेटा से निहित परमाणुओं की संख्या को एक्सट्रपलेशन करना। और जबकि किलोग्राम द्रव्यमान की सभी इकाइयों के लिए आधार है, कुछ वैज्ञानिक इसके बजाय अवोगाद्रो की संख्या का उपयोग करना शुरू करना चाहते हैं, ठीक उसी तरह जैसे अब हम प्रकाश की गति के आधार पर मीटर की लंबाई को दूसरे तरीके से परिभाषित करते हैं।

अवोगाद्रो संख्या क्या है?

अभ्यास में अवोगाद्रो की संख्या

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