El número de Avogadro, también conocido como constante de Avogadro, se define como la cantidad de átomos en exactamente 12 gramos de 12C. La designación es un reconocimiento de Amedeo Avogadro, quien fue el primero en afirmar que el volumen de un gas es proporcional a la cantidad de átomos que tiene. Este número se da como 6.02214179 x 1023 mol-1.
Amadeo Avogadro vivió a principios del siglo XIX y fue un sabio italiano conocido por su papel en muchas disciplinas científicas diferentes. Su declaración más famosa se conoce como Ley de Avogadro, y es una hipótesis que establece: «Los mismos volúmenes de gases ideales o perfectos, a la misma temperatura y presión, contienen el mismo número de partículas o moléculas».
Esta es una hipótesis intrigante, porque dice que elementos bastante diferentes, como el nitrógeno y el hidrógeno, todavía tienen el mismo número de moléculas en el mismo volumen de un gas ideal. Si bien en la configuración del mundo real esto no es estrictamente cierto, estadísticamente está bastante cerca, por lo que el modelo ideal todavía tiene un gran valor.
La constante se puede expresar como (p1) (V1) / (T1) (n1) = (p2) (V2) / (T2) (n2) = constante; donde p es la presión a la que se encuentra el gas, T es la temperatura a la que se encuentra, V es el volumen de gas y n es el número de unidades molares.
Parte del genio de Avogadro, y aunque este número lleva su nombre, es que pudo ver esta relación fundamental mucho antes de que la evidencia experimental estuviera disponible para validarla. Su comprensión innata de la naturaleza de los gases ideales fue asombrosa, y no fue hasta décadas más tarde que la evidencia experimental finalmente apoyó su hipótesis.
En la década de 1860, más de 50 años después de que Avogadro formulara por primera vez su hipótesis, el profesor de secundaria austríaco Josef Loschmidt calculó cuántas moléculas había en un solo centímetro cúbico de un gas a una presión y temperatura típicas. Determinó que esto era aproximadamente 2.6X1019 moléculas, un número ahora conocido como Constante de Loschmidt, y que desde entonces se ha expandido a 2.68677725X1025 m-3.
A lo largo de los primeros años del siglo XX, se llevó a cabo una búsqueda para descubrir el valor exacto del número de Avogadro. Las moléculas todavía eran entidades en gran parte teóricas para muchos científicos hasta principios del siglo XX, por lo que determinar el valor mediante experimentos no era factible. Sin embargo, una vez que se hizo factible, se hizo evidente de inmediato que el valor era importante, ya que se reflejaba en la naturaleza fundamental de los gases ideales.
El nombre «Número de Avogadro» fue utilizado por primera vez en un artículo de 1909, por el científico Jean Baptiste Jean Perrin, quien más tarde ganó el Premio Nobel de Física en 1926. Él declaró en el artículo que, «El número invariable N es una constante universal, que puede denominarse apropiadamente ‘Constante de Avogadro’ ”.
Durante los años previos a la década de 1960, hubo cierta disputa sobre el valor real de este número. Algunas facciones utilizaron oxígeno-16 para basar sus cálculos, mientras que otras utilizaron un isótopo natural de oxígeno, lo que dio lugar a valores ligeramente diferentes. En 1960, la constante se cambió para basarse en el carbono 12, lo que hizo que el número fuera mucho más regular.