阿伏伽德羅的分子假說

“近代化學之父”英國化學家約翰·道爾頓（John Dalton，1766－1844）在1808 年和1810 年出版的《化學哲學的新體系》（A New System of Chemical Philosophy）上、下二冊中提出了他的

化學原子學說

。

道爾頓的化學原子學說包含了以下的假設：

1。 所有的物質均由不可分割的原子所組成。

2。 任一元素的原子性質，包括重量，都完全相同。

3。 不同元素的原子重量不同。

4。 在所有化學反應中，所有原子都保持原貌，不會消失。

此外，道爾頓亦提出“

最簡法則

”（rule of greatest simplicity），作為原子間化學結合的準則：原子A和原子B結合時，會以力求簡單為依據，而從最簡單方式依序如下出現：1個A和1個B的雙元化合物；1個A和2個B或2個A 和1個B 的三元化合物等。因此，如果A和B只有一種結合方式，則一定是雙元結構（比如當時道爾頓認為水的分子式是HO），這一假說很快就遇到了挑戰。

約翰·道爾頓

化法國著名的物理學家、化學家蓋·呂薩克（Joseph Louis Gay-Lussac，1778—1850）在一次氣體實驗中，在容器裡充滿等體積的氮氣和氧氣，讓混合物透過電火花，於是產生了新的一氧化氮氣體，他發現，1體積的氧氣和1體積的氮氣經化合產生了2體積的一氧化氮。在研究許多不同氣體之間的反應之後，他發現參加反應的氣體體積和反應生成的氣體體積之間總是存在簡單的比例關係。在反覆實驗的基礎上，蓋·呂薩克得出“

同溫同壓下，相同體積的任何氣體含有相同數目的原子。

”

這個結論道爾頓卻不能接受，根據道爾頓的“最簡法則”，原子A和原子B結合時，會得到含有一個A和B的雙元化合物。那為什麼1體積的氧氣和1體積的氮氣經化合產生了2體積的一氧化氮，而不是1體積，難道每個一氧化氮原子中只含有半個氮原子和半個氧原子？這與原子不可分割的觀點簡直勢不兩立。這是怎麼回事呢？

在氧氣氮氣的反應中，道爾頓和盧薩克的觀點互相矛盾

義大利化學家阿伏伽德羅（Amedeo Avogadro，1776—1856）敏銳地看出了問題的本質，大膽引入“分子”的概念，他認為只要假設氧氣和氮氣都是含兩個原子的分子組成，那麼生成的一氧化氮的體積必為這兩種體積的兩倍。

1811年，阿伏伽德羅提出了他的

“分子學說”

，主要觀點為：

1、 所有原子是參加化學反應的最小質點，而分子是遊離狀態下單質和化合物的最小質點；

2、 分子是由原子組成的；

3、 單質的分子是由相同元素的原子組成，化合物的分子則由不同元素的原子組成。

他還提出著名的

阿伏伽德羅定律

：“在相同的溫度和壓力下，同體積的氣體。含有相同數目的分子。”

阿伏伽德羅

然而阿伏伽德羅的分子假說在很長一段時間內未受到化學界和物理學界的重視。直到1860年，在德國著名化學家凱庫勒的建議下，在德國卡爾斯魯厄召開了

第一次國際化學大會

，來自十幾個國家的140多位化學家參加了會議。會上義大利化學家、阿伏伽德羅的同鄉

康尼查羅

（Stanislao Cannizzaro， 1826—1910）一再提出讓大家重視阿伏伽德羅的分子學說，並運用許多研究成果證實了阿伏伽德羅分子學說的必要性和合理性。

自此，阿伏伽德羅學說才被化學界所接受。人們為了紀念阿伏伽德羅，把“

1 mol任何物質中含有的微粒數

”稱為“

阿伏伽德羅常數

”

阿伏伽德羅常數 ≈ 6。02×10的23次方

（一個對日常生活來說非常大的數值）

小問題

阿伏伽德羅常數，這個如雷貫耳的數字是化學家們一拍腦門想出來的嗎？它是怎麼算/測出來的呢？