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魔（摩）尔，迷惑你。写在阿伏伽德罗假说提出两百周年: liwei999 2010-12-13 08:07; 魔（摩）尔，迷惑你。写在阿伏伽德罗假说提出两百周年。 (3155 bytes) Posted by: mirror Date: December 11, 2010 02:58PM 明年是阿伏伽德罗假说两百年。老阿在国人与英国人的鸦片战争爆发前就提出了这个假说。但是早了一些，又过了50年才被学界认识上去。今天又提这阿伏伽德罗不单是因为两百年的纪念，也是因为阿伏伽德罗常数与一百多年来的千克原器定义。在不远的将来，质量单位的千克大约要用阿伏伽德罗常数来重新定义。具体细节今天就不说了，今天要说的是元素、原子和分子的事儿，阿伏伽德罗假说的就是讲如何区分的这几个事情。元素是来自人们传统的物质概念（观念）。比如说洋人的4元素水空气火土，国人的5行等都是说元素。当然在今天看来，那时所说的元素都是没谱的事儿，与今天所说的元素也不沾边儿。但是作为人们思考概念的元素，不论是在过去还是在今天，都是一致的。对应着概念上元素的说法，实体的东西就被叫做原子。道尔敦的原子说就是一个例子。各种元素、各类物质都是这些原子的聚合和离解。一般认为这是所谓的近代科学思想。阿伏伽德罗聪明之处在于他不是从下往上看，而是从上朝下看世界的视点。因为是从上往下、由大到小的视点，所以微观模型被叫作分子，与原子的提法形成了鲜明的对照。盖－吕萨克发现了两个法则：一个是的任何气在恒压升温时的线性膨胀系数相同，一个是标准状态下气体反应化学反应时体积呈整数比。比如两个体积的氢气与一个体积的氧气反应后形成了两个体积的水蒸气。与道尔敦的原子说（定组成法则）不同的是盖－吕萨克的法则是来自实验事实，数据只需要测量，不需要分析。在历史上，因为盖－吕萨克的法则与道尔敦原子模型说法的不同，也许还因为英法国家之间的不合，道尔敦不承认这个与他自己的说法相近的盖－吕萨克的说法。因为依照道尔敦的原子说，两个体积的氢气与一个体积的氧气发应后只能是1个体积水蒸气，如果承认水的组合是H2O的话。如果只承认水是HO的话，那三种物质的比例就只能是1：1：1。当时人们的人们谁都没有见过原子，也不能想像、理解单质气体是双原子分子以及两个同类的原子也可以结合（如同不认可同性恋那样）。也就是说，当初人们并不能区别今天所说的原子与分子在概念上的不同。即便是在现代，人们也不是很能说清楚元素、原子和分子的区别。知道上面所说的自上而下的视点后，就可以有一个比较明确的区分了。mol这个单位，就是来自阿伏伽德罗当初的分子（molecule）的说法。在输入Molecule后，镜某计算机上给出的汉字提示是摸了粗了。虽然这也是个说法，但是对汉语拼音输入如此的理解水准也有几分令人心寒了。阿伏伽德罗的法则是说在标准条件下，同样体积气体中的分子数一样多。因此这也可以形成一个物质量的单位。推广一下就是以分子量的数字为克数的那么多物质量。过去的克分子的说法来源于此。只是克了分子后还要去克其它无穷多的物质称呼，比如说电子、离子、原子等等的，很麻烦，最后归结到了一个摩尔（迷惑你）的新说法。具体是多少呢？曰：不大清楚。是0.012kg碳12中的碳原子的数目那么多。这个数目大约是6.022e23，目前只能知道7－8位有效数字。如果说阿伏伽德罗数是个连接横向的宏观物质量与微观粒子（原子等）阶梯的话，普朗克常数就是个纵向的连接物质结构（＝原子的结构，量子的结构）的梯子了。这两个看起来不相干的数字的诞生相差了近一个世纪，在今天要走到一起来了。能够知道这两个常数有相关的人应该是学问上的佼佼者了。通过物理关系可知，精确地测量了普朗克常数也就等于精确地知道了阿伏伽德罗常数。也许一个人可以不理解阿伏伽德罗常数的意义。但是一般很难否认普朗克常数的意义，因为量子力学中的很多单位都是用到这个普朗克常数。有了精确的这两个常数值，就可以重新定义质量的单位千克了。虽然今天的单位千克定义依然是巴黎的那颗砝码原器，但是它被拉下马的日子已经不远了。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,73908; 个人分类: 镜子大全|3494 次阅读|0 个评论

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