なぜアボガドロ数（モル数）があるのですか？

質問

この中途半端な数はどんな理由から設定されたのか不思議です。
気体の種類に関係なく同温、同圧、同体積の気体には同数の気体分子が
含まれるというのはそのまま受け入れるとして摂氏０度、1気圧もいいとして、6.0221367(36)x10の23乗個、約22.4リットルというのは中途半端ですね。別に１リットル中の個数としてもよいのではないか・・
細かい数字はわかりませんが真空中の光が１秒間に約３億ｍと原子核の半径0.5Åの比率に極似しているのが気になってますが何か関係があるんでしょうか？

回答No.6

waamos

実験的にアボガドロ数の決定が可能であれば、どの元素のどの同位体を
基準に選んでも問題はありません。事実、1960年より前には、酸素16を
基準にして単位量を決めていました。「水素1のモル質量 = 1g」の方が
良いのでは、という主張もあるそうです（参考URL参照）。

結局、炭素の化合物について考える事が多いので「炭素12のモル質量 = 12g」が
無難な定義なのでしょう。炭素のモル質量は定義値だから、厳密に12gです。
この定義の下では、物質量を誰かに伝える際に、炭素の化合物の不確かさが
小さくなります。

参考URL：

http://www.chemistryquestion.jp/situmon/shitumon_koukoukagaku_kagaku35_avogadro_carbon.html

お礼

ご無沙汰いたしました。役立たせていただいております。
この５ヶ月足らずの間にプランク定数を１０次元まで分解、超光速粒子タキオン、ニュートリノ、中性子、電子、陽子、陽電子、反陽子、中間子なども次元方程式で説明できるようになりました。
この過程で水素原子核の質量エネルギーに相当する電磁波エネルギーの振動数がアボガドロ数に極似しているのです。
光が真空中を１秒間に進む距離／１フェルミ　　とアボガドロ数の関係を調べてます。

小生、大学は電気系中退、コンピュータのＳＥを経て定年退職、現在６６歳の落第生かつ自由人です。
あの世に行く前に、世に問うことができればと思っております。

回答No.5

splash700c

直接の回答には成りませんが、講談社　blue backes 「早すぎた発見、忘れられし論文」という本にアボガドロの研究のことが書かれています。
機会があれば読んでください。

アボガドロの研究により分子、原子の考え方が揺るぎのないもになり正確にアボガドロ数を計測する技術の進展により毀損する恐れのあるキログラム原器に寄らない普遍的な質量の定義が出来るようになったという意義は非常に大きな物です。
6.0221367(36)x10の23乗個、約22.4リットルという数字が非常にきりの良い数字に思えてきます。

お礼

ご無沙汰いたしました。役立たせていただいております。
この５ヶ月足らずの間にプランク定数を１０次元まで分解、超光速粒子タキオン、ニュートリノ、中性子、電子、陽子、陽電子、反陽子、中間子なども次元方程式で説明できるようになりました。
この過程で水素原子核の質量エネルギーに相当する電磁波エネルギーの振動数がアボガドロ数に極似しているのです。
光が真空中を１秒間に進む距離／１フェルミ　　とアボガドロ数の関係を調べてます。

小生、大学は電気系中退、コンピュータのＳＥを経て定年退職、現在６６歳の落第生かつ自由人です。
あの世に行く前に、世に問うことができればと思っております。

回答No.4

htms42

＃１です。
＃２に
＞アボガドロさんも、これに気づいたときには神に感謝したことでしょうね。
という文章があります。
アボガドロがアボガドロ数を求めたと考えておられるのではないかと思います。よくある誤解です。質問者様も多分同じように思っておられるのではないでしょうか。

アボガドロの仮説というのは「同温、同圧、同体積の気体は同じ数の分子を含む」というものです。何個であるかとは言っていません。年表を調べるとアボガドロの分子説の提出は１８１１年です。原子の構造も分かっていません。目に見えない粒の数を数えたり、質量を測ったりすることの出来た時代ではありません。（＃２の文章は陽子と中性子の質量がほぼ等しいということをアボガドロが知っていたという事のように受け取れます。これはおかしい話です。中性子の発見は１９３２年です。シュレーディンガー、フェルミ、ハイゼンベルグなどが量子力学の理論を提出したのよりも後なんです。・・・チャドウィックはその功績で１９３５年にノーベル物理学賞を貰っています。）

アボガドロ数の測定は２０世紀に入ってからです。目に見えない粒の数を数えたり、質量を求めたりすることが出来るためには理論的な準備が必要なのです。年表では１９０８年、「分子の実在性の証明」としてペランの名前が載っています。ペランはコロイド溶液での沈降平衡やブラウン運動の観測によってアボガドロ数を決定しています。この時参考にしたブラウン運動の理論はアインシュタインによるものです。（ペランはこの功績で１９２６年にノーベル物理学賞を貰っています。ペランの「原子」という本が岩波文庫から出ています。この辺の事情が分かると思います。）

水素原子１ｇ（水素分子であれば２ｇ）のまとまりを１単位にして原子や分子の量を考えるというのはアボガドロ数の値も、原子の構造も分からない時に始まったことなのです。この単位がｍｏｌです。ｍｏｌは分子ｍｏｌｅｃｕｌｅという言葉から作った単位です。

アボガドロの分子説とアボガドロ数の決定との間に１００年の違いがあることを理解してください。

＃３の
＞炭素は、炭素原子二個で一分子を構成しています。
はミスタイプでしょうね。

お礼

ご無沙汰いたしました。役立たせていただいております。
この５ヶ月足らずの間にプランク定数を１０次元まで分解、超光速粒子タキオン、ニュートリノ、中性子、電子、陽子、陽電子、反陽子、中間子なども次元方程式で説明できるようになりました。
この過程で水素原子核の質量エネルギーに相当する電磁波エネルギーの振動数がアボガドロ数に極似しているのです。
光が真空中を１秒間に進む距離／１フェルミ　　とアボガドロ数の関係を調べてます。
小生、大学は電気系中退、コンピュータのＳＥを経て定年退職、現在６６歳の落第生かつ自由人です。
あの世に行く前に、世に問うことができればと思っております。

回答No.3

biwa-plus

明解な回答にはなりませんが、参考として考えてください。
化学反応では、原子・分子を基本単位にして考えなければ現象を考えることが出来ません。私たちが日常で使っているグラムと言う単位では扱えないのです。
例として・・・ご存知の様に炭素は、炭素原子二個で一分子を構成しています。
でも一分子の重さを扱うことは非現実的なので原子量とアボガドロ数を用いて、1モルあたり28ｇ（正確には28.022....）という値になり、分子数を考えずに重量の計算が可能になるのです。
そもそも重量の単位に分子の概念は入っていませんので、アボガドロ数は一種の定数として解釈すれば良いと思います。
もう一つ補足しますと化学では重量不変の法則が、理論の根拠になります。体積は可変ですので＜１リットル中の個数＞は無理です。

お礼

アマチュアとしてプランク定数を使った分野を探索して楽しんでおります。高校時代の化学はかなり忘れてしまったようです。
貴殿のご回答により貴重な記憶を取り戻すことができました。
化学、量子力学、気体の熱力学、天文学、相対性理論など幅広い分野にまたがりますので今回の質問は物理のカテゴリーですが化学で出してみてよかったです。
ありがとうございました。

補足

光のエネルギーが　ｈ×光の振動数　（ｈ：プランク定数）
原子核の半径を波長とする光のエネルギーが水素原子1個の重さに匹敵するのではなかろうかと思っただけです。それをモル数倍すれば１ｇになるんでしょうか？
水素原子核を直列に並べると光が１秒間に進む距離になるのかなー？
そうするとアインシュタインのE＝ｍ×（cの自乗）がなんとなくわかるような気がしただけです。
ｍ：物体の質量　ｃ：真空中の光速　Ｅ：質量を光のエネルギーに換算した値。是非ご意見をお寄せ下さい。

回答No.2

semikuma

そりゃあ、1モルの重さが原子量や分子量と同じだと計算が楽だからですよ。
何故そうなるかというと、全ての元素で、陽子と中性子の重さがほぼ等しいからです。
アボガドロさんも、これに気づいたときには神に感謝したことでしょうね。

お礼

アマチュアとしてプランク定数を使った分野を探索して楽しんでおります。高校時代の化学はかなり忘れてしまったようです。
貴殿のご回答により貴重な記憶を取り戻すことができました。
化学、量子力学、気体の熱力学、天文学、相対性理論など幅広い分野にまたがりますので今回の質問は物理のカテゴリーですが化学で出してみてよかったです。
ありがとうございました。

補足

光のエネルギーが　ｈ×光の振動数　（ｈ：プランク定数）
原子核の半径を波長とする光のエネルギーが水素原子1個の重さに匹敵するのではなかろうかと思っただけです。それをモル数倍すれば１ｇになるんでしょうか？
水素原子核を直列に並べると光が１秒間に進む距離になるのかなー？
そうするとアインシュタインのE＝ｍ×（cの自乗）がなんとなくわかるような気がしただけです。
ｍ：物体の質量　ｃ：真空中の光速　Ｅ：質量を光のエネルギーに換算した値。是非ご意見をお寄せ下さい。

回答No.1

htms42

原子や分子を質量の比で比べます。水素原子を１として他の原子の質量がいくらになるかを表しているのが原子量です（現在の基準、質量数１２の炭素の原子量を１２とするというのと同じことです）。これを組み合わせて分子量が決まっています。それらを元にして１ｍｏｌを決めています。水素原子１ｇが１ｍｏｌです。すっきりしていると思いませんか。
気体の水素２ｇ、気体の酸素３２ｇが１ｍｏｌです。
２２．４Ｌも６．０２・・・×１０^23という数字もこれから決まっています。

見ることも触ることも出来ない分子の数をすっきりした数で決めてもどうやってそれを数えることが出来るのでしょうか。

これはどういうことでしょう。速さの数字と大きさを表す数字とくわべても意味がないことです。

原子核の半径は０．５Åではありません。
原子の半径だとこの程度です。
原子核の半径はこの値の１０万分の１程度です。

お礼

アマチュアとしてプランク定数を使った分野を探索して楽しんでおります。高校時代の化学はかなり忘れてしまったようです。
貴殿のご回答により貴重な記憶を取り戻すことができました。
化学、量子力学、気体の熱力学、天文学、相対性理論など幅広い分野にまたがりますので今回の質問は物理のカテゴリーですが化学で出してみてよかったです。
ありがとうございました。

補足

Åは思い違いしていました。原子核の半径と光速の比較です。
光のエネルギーが　ｈ×光の振動数　（ｈ：プランク定数）
原子核の半径を波長とする光のエネルギーが水素原子1個の重さに匹敵するのではなかろうかと思っただけです。それをモル数倍すれば１ｇになるんでしょうか？
水素原子核を直列に並べると光が１秒間に進む距離になるのかなー？
そうするとアインシュタインのE＝ｍ×（cの自乗）がなんとなくわかるような気がしただけです。
ｍ：物体の質量　ｃ：真空中の光速　Ｅ：質量を光のエネルギーに換算した値。是非ご意見をお寄せ下さい。