アボガドロ定数ってなに?わかりやすく解説してみた

アボガドロ定数とは?

あらゆる物質は気体・液体・固体の3つの状態に変化しますが、状態に関係なく決まった質量と大きさの原子でできています。水は酸素と水素の結合した分子だけでできており、他の原子は一切関わってきません。水素気体には水素原子だけが含まれているはずです。

昔の偉い学者は、科学の中で物質の量を取り扱おうとした時「物質の量を何を基準に決めるか?」を考えました。先述のように、物質を構成する原子の大きさや質量はそれぞれ違うので、大きさや質量を量の基準にするのは少しややこしくなりそうです。

様々な発見や議論を通して決められたのが「物質に含まれる原子の個数」で考える、という基準です。でも原子の数は膨大です。数え切れないほど多くの原子の個数を扱うために、キリがいい個数で単位を決めると便利そうです。

そこで決められたのがアボガドロ定数です。^{12}Cの原子を12グラム集めたとき、その中に含まれた原子の数を測定すると、約6.0\times{10}^23個含まれていることがわかり、この数をアボガドロ定数としました。

アボガドロ定数によって決まる物質量

アボガドロ定数によって次に決まったのが、物質量です。

アボガドロ定数は^{12}C(炭素12原子)の数を元に決められましたが、他の原子・分子でもアボガドロ定数個だけ集まった時に、同じ量とすることにします。アボガドロ定数個集まった原子・分子の集まりを、1molの物質量として決めました。

また、^{12}C1個の質量を12として表した、各原子の相対質量を原子量といい、分子の場合はその構成原子の原子量の和を分子量としました。この定義によると、分子量がMの分子が1mol集まると、その質量はM[g]になります。

アボガドロ定数と物質量の発明により、物質を構成する原子の研究がどんどん進むことになります。


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