يُعتبر العالم أوجوست أفوجادرو من الأسماء اللامعة في تاريخ العلوم، حيث ساهم مع زملائه العلماء في تقدم البشرية من خلال أفكارهم واكتشافاتهم الثمينة.
من هو أوجوست أفوجادرو؟
يمثل أوجوست أفوجادرو أحد أعلام الفيزياء الذين أثروا هذا المجال بقوانينهم ونظرياتهم الأساسية. وُلد أفوجادرو في أغسطس عام 1776 في مدينة تورينو بإيطاليا.
يحمل لقب الكونت كي كواريجنا، وقد كرس حياته للعلم حتى وافته المنية في يوليو عام 1856 عن عمر يناهز تسعة وسبعين عامًا.
محطات بارزة في حياة أوجوست أفوجادرو
نستعرض هنا بعض المحطات المهمة في حياة أفوجادرو:
- التحق بكلية الحقوق وحصل على درجة الليسانس في عام 1795.
- عمل في بداية حياته كمحامٍ، وهي المهنة التي ورثها عن والده.
- لم يكمل مشواره في مهنة المحاماة وعاد لدراسة الفيزياء والرياضيات في جامعة تورينو.
- تم تعيينه أستاذًا للفيزياء في الكلية الملكية بإيطاليا.
إسهامات أوجوست أفوجادرو في مجال الفيزياء
قدم أفوجادرو إسهامات بارزة ساهمت في النهضة العلمية الحديثة، ولا سيما في مجالات الفيزياء والرياضيات. ومن أبرز إنجازاته:
- اكتشاف قانون أفوجادرو، الذي ينص على أن الحجوم المتساوية من الغازات تحت ضغط وحرارة متساويين تحتوي على نفس العدد من الجسيمات، بغض النظر عن نوع الغاز.
- ساعد قانون أفوجادرو العلماء في فهم الخصائص الطبيعية للغازات مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين:
- تمكن من تقدير تركيب الجزيئات الثنائية لهذه الغازات كـ (H2,N2,O2).
- افترض أن جزيء المادة يتكون من أشكال متنوعة من الذرات.
- إضافة إلى إمكانية تكوين الجزيء من ذرتين من نفس النوع.
- استفاد المجتمع العلمي من قانون أفوجادرو في مراجعة نظرية دالتون حول الذرة في عام 1858.
- يُعتبر عام 1858 عامًا حاسمًا في إعادة تقييم إنجازات أفوجادرو، حيث نالت أعماله شهرة واسعة واستفادت الأبحاث من تجاربه حول الخصائص الكهربية والحرارية للمواد.
- وضع ثابت أفوجادرو، الذي يحدد عدد ذرات الكربون في 12 جرامًا من الكربون على أنه 12:
- في المعادلة NA = 6.02214129(27) × 10^23 mol.
- اختيار أفوجادرو للكربون يعود إلى إمكانية استخدامه كمقياس للكتلة المولية الافتراضية بفضل إمكانية قياس كتلة الكربون بدقة.
عدد أفوجادرو
يُعرف عدد أفوجادرو بأنه الثابت الذي يعبر عن عدد الذرات في جرام واحد من العنصر، ويمثل أيضاً عدد الجزيئات في مول واحد من المركب.
هذا العدد يساوي تقريبًا 6.02214076 × 10^23، أو 602,000,000,000,000,000,000,000 جسيم، وهو يُقاس بوحدات المول حسب النظام الدولي (SI)، ويرمز له أحيانًا بـ NA أو L.
تكمن أهمية عدد أفوجادرو في استخدامه كتطبيق أساسي في مجالات الكيمياء والفيزياء كأحد الثوابت العلمية.
سُمّي عدد أفوجادرو نسبةً إلى العالم العظيم الذي أضاف هذا الاكتشاف، حيث كانت الحاجة إليه نتيجة لصعوبة حساب الذرات ذات الحجم الصغير.
وذلك بسبب عدم إمكانية مشاهدتها بالعين المجردة أو بالأدوات العلمية التقليدية، مما يجعل دراستها بالطريقة التقليدية أمراً معقداً.
لذا، ابتكر أفوجادرو قانوناً يسهل التعامل مع هذه الذرات الصغيرة، مما يساعد في قياس كمياتها بدقة أكبر.
العلاقة بين المول وثابت أفوجادرو
يعد المول وحدة شائعة الاستخدام لقياس كمية المواد في علم الكيمياء، ويعتبر من الوحدات الأساسية حسب نظام الوحدات الدولي.
كما يُستخدم أيضاً لقياس الكميات الفيزيائية، ويمكن التعبير عنه بوحدات الجرام. ويشير إلى كمية المواد التي تحتوي على نفس عدد الجسيمات الموجودة في جرام واحد من الكربون.
في هذه الحالة، من الضروري معرفة نوع الذرات والجزيئات، فعند الرغبة في حساب الذرات يتم استخدام العدد الذري.
بينما عند الرغبة في حساب الجزيئات، يتم استخدام المول استناداً إلى الوزن الجزيئي. ولهذا نجد ارتباطًا وثيقًا بين عدد أفوجادرو والمول.
هذا لأن عدد الذرات والجزيئات في مول واحد يمثل ثابت أفوجادرو.
حيث يحتوي مول واحد من الألومنيوم على نفس عدد الذرات مثل الكربون، وهو العنصر الأساسي الذي اعتمد عليه أفوجادرو في قانونه المعروف.
