Автор закона молекулярной физики
Амедео Авогадро (его полное имя Лоренцо Романо Амедео КарлоАвогадро ди Кваренья ди Черрето) (Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e Cerreto)родился 9 августа 1776 г.вТурине, Италия, всемье служащего судебного ведомства Филиппе Авогадро. Он был третьим из восьми детей. В юношеские годы посещал школу геометрии и экспериментальной физики.
Предки его с XII века состояли на службе католической церкви адвокатами и по традиции того времени профессии и должности передавались по наследству, поэтому Амедео занялся юриспруденцией и уже в двадцать лет получил степень доктора церковного права. Но его интересы были далеки от юриспруденции. В 25 лет он занялся самообразованием и все свободное время стал посвящать изучению физики и математики. Уже через 2-3 года он вместе со своим братом Феличепредставил в Туринскую Академию наук две работы, посвященные электрическим явлениям, за что в 1804 году был избран членом - корреспондентом этой академии. В этих работах он объяснил поведение проводников и диэлектриков в электрическом поле.
В1806 г. он получил место репетитора в Туринском лицее, а с 1809 года около десяти лет проработал преподавателем физики и математики в лицее города Верчелли. В эти годы он начал конспектировать прочитанные книги и журнальные статьи. Эту работу он продолжал всю свою жизнь (выписки составили 75 томов примерно по 700 страниц в каждом).
В сентябре 1819 г. его избирают членом Туринской Академии наук, а в 1820 г. королевским указом он был назначен первым профессором новой кафедры высшей физики в Туринском университете. После студенческих волнении 1822 года университет был на год закрыт, а кафедра ликвидирована. В 1823 году Авогадро получает почётный титул заслуженного профессора высшей физики и назначается старшим инспектором в палату по контролю за государственными расходами. Несмотря на новые обязанности, Авогадро продолжал заниматься научными исследованиями.
Когда кафедра высшей физики была вновь открыта в 1823 г., заведывание ею было поручено знаменитому французскому математику Огюстену Луи Коши. Только в 1832 г, , после отъезда Коши на родину, Авогадро вновь занял эту кафедру, где и проработал до 1850 года.В том году он ушёл из университета, передав кафедру своему ученику Феличе Кью.
Свою семейную жизнь Амедео Авогадро устроил довольно поздно, когда ему было уже за тридцать. Работая в Верчелли, он познакомился со своей будущей женой Анной Марией Маццьеди Джузеппе, дочерью нотариуса, которая была моложе его на 18 лет. От этого брака он имел восемь детей — двоих сыновей и шесть дочерей. Никто из них не унаследовал его профессии и интересов.
По воспоминаниям современников, Авогадро был очень скромным впечатлительным и обаятельным человеком. Он был доброжелательным и искренним в обращении с другими людьми. О нем писали: "Высокообразованный без педантизма, мудрый без чванливости, презирающий роскошь, не заботящийся о богатстве, не стремящийся к почестям, безразличный к собственным заслугам и собственной известности, скромный, умеренный, доброжелательный". По своему безразличию к почестям Амедео Авогадро представлял редкое исключение среди ученых того времени.
После ухода из университета Авогадро занимал должность старшего инспектора Контрольной палаты, был членом Высшей статистической комиссии, Высшего совета народного образования, председателем Комиссии мер и весов. Вместе с тем он продолжал и свои научные исследования. Последнюю работу он опубликовал в возрасте 77 лет.
Работами в области электричества Авогадро занимался до 1846 года. Много внимания он уделял исследованиям в области электрохимии, где его работы соприкасались с исследованиями знаменитых химиков Дэви и Берцелиуса.
Почти до конца восемнадцатого века в химии не было количественных законов. Лишь в 1756 г. М.В. Ломоносов и независимо от него в1774 г. Лавуазье открыли первый из количественных законов - закон сохранения массы участвующих в реакции веществ. В начале девятнадцатого века были открыты закон постоянства состава и закон кратных отношений. Для объяснения этих законов английский химик Дальтон выдвинул гипотезу о том, что все простые вещества состоят из "простых атомов", а сложные - из "сложных атомов”, которые при химических реакциях могут распадаться на атомы простых веществ. Дальтон составил первую таблицу относительных атомных массэлементов, приняв атомную массу водорода за единицу. Авогадро позднее показал, что эта таблица была неверной.
В 1808 г. Гей-Люссак установил, что объем вступающих в реакцию газов и газообразных продуктов реакции относятся как небольшие целые числа. Это не согласовалось с теорией Дальтона.А в 1811 году появляется статья Авогадро «Очерк метода определения относительных масс элементарных молекул тел и пропорций, согласно которым они входят в соединения». Излагая основные представления молекулярной теории, Авогадро показал, что она не только не противоречит данным, полученным Гей-Люссаком, но, напротив, прекрасно согласуется с ними и открывает возможность точного определения атомных масс, состава молекул и характера происходящих химических реакций.Авогадро предположил, что молекулы водорода, кислорода, хлора и некоторых других простых веществ состоят - не из одного, а из двух атомов и пришел к заключению : " ... число... молекул всегда одно и то же в одинаковых объемах любых газов" (при одинаковых давлениях и температурах).
Авогадро первым начал систематически определять качественный и количественный состав соединений, исходя из отношения объемов образующих их газообразных веществ. Это позволило ему правильно установить формулы таких важных соединений, как аммиак, оксиды азота, сероводород, этилен. метан и др. Авогадро записал формулу воды Н20 в отличие от предложенной Дальтоном НО, углекислого газа — CO2 вместо принятого ранее СО, оксида углерода (II) — СО вместо С2О, метана СН4— ранее СН3, этилена -С2Н4 вместо СН (все формулы записаны на основе современных представлений об относительной атомной массе различных элементов и с использованием современной химической символики).
В 1814 г. Авогадро сформулировал закон: ''... равные объемы газообразных веществ при одинаковых давлениях и температурах отвечают равному числу молекул, так что плотности различных газов представляют собою меру масс молекул соответствующих газов".Этот закон носит теперь его имя. Как показали эксперименты, при одинаковых температурах и давлениях моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объем, равный 22,414 литра. Число молекул в моле любого вещества получило название числаАвогадро. Это число - одна из важнейших универсальных постоянных современной физики и химии.Совпадение результатов при нахождении этого числа различными методами служит доказательством реальности молекул и справедливости молекулярно - кинетической теории.
В 1821 году в статье «Новые соображения о теории определенных пропорций в соединениях и об определении масс молекул тел» Амедео Авогадро подвел итог своей почти десятилетней работе в области молекулярной теории и распространил свой метод определения состава молекул на целый ряд органических веществ. В той же статье он показал, что другие химики, прежде всего Джон Дальтон, Гемфри Дэви и Берцелиус, незнакомые с его работами, продолжают придерживаться неверных взглядов на природу многих химических соединений и характер происходящих между ними реакций. Например, Дальтон писал: «Никому не дано разделить атом».
В 1837 - 1841 г.г. Авогадро опубликовал четырёхтомник (каждый том имел более 900 страниц) "Физика весомых тел, или трактат об общей конституции тел". Это был первый в истории учебник молекулярной физики.
Вклад Авогадро в развитие молекулярной теории долгое время оставался незамеченным. Вплоть до начала шестидесятых годов XIX века в химии царил произвол, как в оценке молекулярных масс, так и в описании химических реакций; оставалось немало неверных представлений об атомном составе многих сложных веществ. Дело доходило даже до попыток вообще отказаться от молекулярных представлений. Лишь в 1858 году итальянский химик Канниццаро, ознакомившись с письмом Ампера к Бертолле, в котором есть ссылка на работы Авогадро, заново «открыл» эти работы и с удивлением убедился, что они вносят полную ясность в запутанную картину состояния химии того времени.
В 1860 году Канниццаро подробно рассказал о работах Авогадро на Первом Международном химическом конгрессе в Карлсруэ, и его доклад произвел огромное впечатление на присутствовавших там ученых. Как сказал один из них, он почувствовал, как завеса упала с глаз, сомнения исчезли, и вместо них появилось спокойное чувство уверенности.
Умер А. Авогадро 9 июля 1856 года в Турине. Похоронен в семейном склепе в Верчелли. В знак признания его заслуг перед наукой в Туринском университете был установлен его бронзовый бюст.
Именем Авогадро названа универсальная постоянная — число молекул в 1 моле любого вещества или число атомов в грамм-моле любого химически простого вещества (число Авогадро). Это число – одна из важнейших универсальных постоянных современной физики и химии. Она используется при определении ряда других универсальных постоянных, например, постоянной Больцмана, постоянной Фарадея и т.п.
Авогадро установил количественный атомный состав молекул некоторых веществ, для которых он ранее был определен неправильно (вода, водород, кислород, азот, оксиды азота, хлора и др.). Первым обратил внимание на аналогию в свойствах азота, фосфора. мышьяка и сурьмы. Эти химические элементы впоследствии составили главную подгруппу пятой группы периодической системы.
Рассказывают, что ...
В жизни Авогадро внешне не было ничего выдающегося.Огромный вклад Авогадро в развитие молекулярной теории долгое время оставался незамеченным современниками. Открытый им закон большинство учёных приписывало Амперу, хотя Авогадро открыл его на три года раньше Ампера.
Импульсом к активным экспериментам в области химии для Авогадро послужило открытие Гей-Люссаком газовых законов.
Авогадро в своих трудах пользовался понятием молекула газа, которое, в современной терминологии, включало в себя одновременно понятия атом и молекула.
