阿伏伽德罗常数（Avogadro Constant） 宏观与微观的桥梁：物质的量的概念 化学研究涉及大量原子或分子的集合。为了将可称量的宏观物质质量与其所含的微观粒子数目联系起来，国际单位制引入了“物质的量”这一基本物理量，其单位是摩尔。 1摩尔的任何物质所含的基本实体（可以是原子、分子、离子、电子等）数目是固定的 。这个固定数目就是阿伏伽德罗常数。 阿伏伽德罗常数的定义与数值 阿伏伽德罗常数（符号为 NA 或 L ）的定义为： 1摩尔物质所含的基本实体（如原子或分子）的数量 。它是一个精确的、没有单位的巨大数字，其数值由国际计量大会定义。自2019年国际单位制重新定义后， NA 被精确地定义为： NA = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ 这意味着，例如，1摩尔碳-12原子（约12克）中恰好含有6.02214076 × 10²³ 个碳-12原子。 历史测定方法 在获得精确的现代定义前，科学家们通过多种实验方法努力测量这个常数的数值，这体现了其物理化学意义： 电化学方法（电解法） ：通过测量电解一定量物质时析出的质量与通过的电量（法拉第常数 F ），利用关系式 NA = F / e （其中 e 是元电荷）进行估算。 布朗运动与佩兰实验 ：让·巴蒂斯特·佩兰通过对胶体粒子布朗运动的观测，结合爱因斯坦的理论，独立测定了 NA ，为原子和分子的物理实在性提供了关键实验证据。 X射线晶体学 ：通过测量单晶的晶格常数和密度，可以计算出单位晶胞中原子的数目和摩尔体积，进而求得 NA 。这是后来非常精确的方法之一。 硅球法 ：现代最精确的方法之一。制备一个近乎完美的单晶硅球，极其精确地测量其体积（通过直径测量）、质量和晶格常数。硅原子的摩尔质量、晶体结构已知，从而可以极其精确地计算出 NA 。这项研究直接促成了 NA 的重新定义。 在物理化学中的核心应用 阿伏伽德罗常数是连接微观世界与宏观世界的核心纽带，其应用无处不在： 粒子数与物质的量的转换 ：任何微观粒子数 N 都可以通过 n = N / NA 转换为物质的量 n ，从而与质量、气体体积等宏观量关联。 确定分子质量与摩尔质量 ：一个分子或原子的实际质量 m （微观量）与其摩尔质量 M （宏观量）的关系为： M = NA × m 。 理想气体状态方程中的气体常数 ：理想气体常数 R 与玻尔兹曼常数 kB 的关系为 R = NA × kB 。这揭示了气体宏观压强和温度与分子平均平动能之间的内在联系。 法拉第定律与电化学 ：法拉第常数 F （1摩尔电子所带的电量）等于元电荷 e 与 NA 的乘积： F = NA × e 。 确定原子尺度 ：结合物质的摩尔质量和密度，可以估算原子或分子的大小、间距等。 与相关概念的区别与联系 与“阿伏伽德罗定律”的区别 ：阿伏伽德罗定律是一个气体实验定律，指出“在同温同压下，相同体积的任何气体含有相同数目的分子”。该定律是阿伏伽德罗常数概念的先导和基础，但并非同一个概念。 与“摩尔”的关系 ：摩尔是物质的量的单位，其大小就是由阿伏伽德罗常数定义的。可以说， 阿伏伽德罗常数是1摩尔的“计数标准” 。