Avogadros tal, även känt som Avogadros konstant, definieras som mängden atomer i exakt 12 gram 12C. Beteckningen är ett erkännande av Amedeo Avogadro, som var den första att konstatera att en gas volym är proportionell mot hur många atomer den har. Detta nummer anges som 6.02214179 x 1023 mol-1.
Amadeo Avogadro levde i början av 19-talet och var en italiensk savant känd för sin roll inom många olika vetenskapliga discipliner. Hans mest kända uttalande är känt som Avogadros lag, och är en hypotes som säger, ”Lika volymer av ideala eller perfekta gaser, vid samma temperatur och tryck, innehåller samma antal partiklar eller molekyler.”
Detta är en spännande hypotes, eftersom den säger att ganska olika grundämnen, såsom kväve och väte, fortfarande har samma antal molekyler i samma volym av en idealgas. Även om detta inte är strikt sant i den verkliga världen, är det statistiskt ganska nära, och därför har den ideala modellen fortfarande ett stort värde.
Konstanten kan uttryckas som (pl)(V1)/(T1)(n1) = (p1)(V2)/(T2)(n2) = konstant; där p är trycket som gasen befinner sig vid, T är temperaturen den befinner sig vid, V är volymen gas och n är antalet molenheter.
En del av Avogadros geni, och även om detta nummer var uppkallat efter honom, är att han kunde se detta grundläggande förhållande långt innan experimentella bevis fanns tillgängliga för att validera det. Hans medfödda förståelse av de idealiska gasernas natur var häpnadsväckande, och det var inte förrän decennier senare som experimentella bevis äntligen stödde hans hypotes.
På 1860-talet, mer än 50 år efter att Avogadro först gjorde sin hypotes, beräknade den österrikiske gymnasieläraren Josef Loschmidt hur många molekyler som fanns i en enda kubikcentimeter av en gas under typiskt tryck och temperatur. Han fastställde att detta var ungefär 2.6X1019 molekyler, ett antal som nu är känt som Loschmidts konstant, och som sedan har utökats till 2.68677725X1025 m-3.
Under de första åren av 20-talet gjordes en sökning för att upptäcka det exakta värdet av Avogadros nummer. Molekyler var fortfarande till stor del teoretiska enheter för många forskare fram till början av 20-talet, så att faktiskt bestämma värdet genom experiment var inte genomförbart. När det väl blev genomförbart var det dock direkt uppenbart att värdet var viktigt, eftersom det reflekterade över idealgasernas grundläggande natur.
Namnet ”Avogadros nummer” användes först i en tidning från 1909 av vetenskapsmannen Jean Baptiste Jean Perrin, som senare vann Nobelpriset i fysik 1926. Han sade i tidningen att ”Det oföränderliga talet N är en universell konstant, som lämpligen kan betecknas ”Avogadros konstant.”
Under åren fram till 1960-talet fanns det en viss tvist om det faktiska värdet av detta nummer. Vissa fraktioner använde oxygen-16 för att basera sin beräkning på, medan andra använde en naturligt förekommande isotop av syre, vilket ledde till något olika värden. 1960 ändrades konstanten till att baseras på kol-12, vilket gjorde siffran mycket mer regelbunden.