Le nombre d’Avogadro, également connu sous le nom de constante d’Avogadro, est défini comme la quantité d’atomes dans précisément 12 grammes de 12C. La désignation est une reconnaissance d’Amedeo Avogadro, qui a été le premier à déclarer que le volume d’un gaz est proportionnel au nombre d’atomes qu’il contient. Ce nombre est donné sous la forme 6.02214179 x 1023 mol-1.
Amadeo Avogadro a vécu au début du XIXe siècle et était un savant italien connu pour son rôle dans de nombreuses disciplines scientifiques différentes. Sa déclaration la plus célèbre est connue sous le nom de loi d’Avogadro.
C’est une hypothèse intrigante, car elle dit que des éléments assez différents, tels que l’azote et l’hydrogène, ont toujours le même nombre de molécules dans le même volume d’un gaz parfait. Bien que ce ne soit pas strictement vrai dans le monde réel, c’est statistiquement assez proche, et donc le modèle idéal a encore beaucoup de valeur.
La constante peut être exprimée sous la forme (p1)(V1)/(T1)(n1) = (p2)(V2)/(T2)(n2) = constante ; où p est la pression à laquelle se trouve le gaz, T est la température à laquelle il se trouve, V est le volume de gaz et n est le nombre d’unités molaires.
Une partie du génie d’Avogadro, et bien que ce numéro porte son nom, est qu’il a pu voir cette relation fondamentale bien avant que les preuves expérimentales ne soient disponibles pour la valider. Sa compréhension innée de la nature des gaz parfaits était stupéfiante, et ce n’est que des décennies plus tard que les preuves expérimentales ont finalement soutenu son hypothèse.
Dans les années 1860, plus de 50 ans après qu’Avogadro ait formulé sa première hypothèse, le professeur de lycée autrichien Josef Loschmidt a calculé combien de molécules se trouvaient dans un seul centimètre cube de gaz sous une pression et une température typiques. Il a déterminé qu’il s’agissait d’environ 2.6X1019 molécules, un nombre maintenant connu sous le nom de constante de Loschmidt, et qui a depuis été étendu à 2.68677725X1025 m-3.
Tout au long des premières années du 20e siècle, une recherche a été entreprise pour découvrir la valeur précise du nombre d’Avogadro. Les molécules étaient encore en grande partie des entités théoriques pour de nombreux scientifiques jusqu’au début du 20e siècle, et il n’était donc pas possible de déterminer la valeur par l’expérience. Une fois que cela est devenu faisable, cependant, il est immédiatement apparu que la valeur était importante, car elle reflétait la nature fondamentale des gaz parfaits.
Le nom nombre d’Avogadro a été utilisé pour la première fois dans un article de 1909, par le scientifique Jean Baptiste Jean Perrin, qui a ensuite remporté le prix Nobel de physique en 1926. Il a déclaré dans l’article que le nombre invariable N est une constante universelle, qui peut être désignée de manière appropriée la constante d’Avogadro.
Pendant les années qui ont précédé les années 1960, la valeur réelle de ce nombre a fait l’objet de controverses. Certaines factions ont utilisé l’oxygène-16 pour baser leurs calculs, tandis que d’autres ont utilisé un isotope naturel de l’oxygène, conduisant à des valeurs légèrement différentes. En 1960, la constante a été modifiée pour être basée sur le carbone-12, rendant le nombre beaucoup plus régulier.