حاسبة عدد أفوجادرو - محول المول إلى الجزيء

ما هو عدد أفوغادرو؟

عدد أفوغادرو هو عدد الجسيمات في مول واحد من مادة ما: بالضبط 6.02214076 × 10²³. المول هو وحدة يستخدمها الكيميائيون لعدّ الذرات أو الجزيئات أو الأيونات، تمامًا كما تُستخدم كلمة "دزينة" كوحدة لعدّ اثني عشر عنصرًا من شيء ما. تحوّل هذه الأداة بين المولات وعدد الجزيئات باستخدام هذا الثابت.

معادلة عدد أفوغادرو

عدد الجزيئات يساوي عدد المولات مضروبًا في ثابت أفوغادرو:

$N = n \times N_A$

• $N$ هو عدد الجزيئات (أو الذرات أو الأيونات أو أي جسيمات أخرى)
• $n$ هو عدد المولات
• $N_A$ هو ثابت أفوغادرو، 6.02214076 × 10²³ لكل مول

للاتجاه المعاكس، اقسم عدد الجزيئات على الثابت:

$n = N \div N_A$

منذ عام 2019، أصبح ثابت أفوغادرو يحمل هذه القيمة بالضبط بحكم التعريف. وهو أحد الثوابت السبعة المُعرِّفة للنظام الدولي للوحدات (SI)، ولذلك لا يحمل أي عدم يقين في القياس.

كيفية حساب عدد الجزيئات من المولات

1. خذ عدد المولات.
2. اضربه في 6.02214076 × 10²³.
3. الناتج هو عدد الجزيئات.

مثال محلول

ابدأ بـ 2 مول من مادة ما.

$N = 2 \times 6.02214076 \times 10^{23} = 1.204428152 \times 10^{24}$

إذن يحتوي 2 مول على نحو 1,204,428,152,000,000,000,000,000 جزيء، وتُكتب عادةً بصيغة 1.204428 × 10²⁴.

كيفية حساب عدد المولات من الجزيئات

1. خذ عدد الجزيئات.
2. اقسمه على 6.02214076 × 10²³.
3. الناتج هو عدد المولات.

مثال محلول

ابدأ بـ 3.01107038 × 10²³ جزيء.

$n = 3.01107038 \times 10^{23} \div 6.02214076 \times 10^{23} = 0.5$

إذن 3.01107038 × 10²³ جزيء تشكّل نصف مول.

استخدام الحاسبة

أدخل قيمة في حقل المولات للحصول على عدد الجزيئات، أو أدخل قيمة في حقل الجزيئات للحصول على عدد المولات. إذا كان لكلا الحقلين قيمة، تستخدم الحاسبة حقل المولات. يمكن إضافة اسم مادة للرجوع إليه؛ يُدرج هذا الاسم في النتيجة المنسوخة لكنه لا يؤثر في الحساب. الأرقام السالبة غير مقبولة، لأن عدد المولات لا يمكن أن يكون أقل من صفر. الصفر مدخل صالح وينتج عنه نتيجة تساوي صفرًا.

أين يُستخدم عدد أفوغادرو

يستخدم الكيميائيون عدد أفوغادرو للانتقال بين مقياسين: المولات المستخدمة في معادلة كيميائية موزونة، والعدد الفعلي للذرات أو الجزيئات المتفاعلة. ويظهر في عدة مجالات علمية.

• علم الكيمياء الحسابية (الستوكيومترية): التحويل بين مولات المتفاعلات والنواتج في معادلة كيميائية.
• قوانين الغازات: ربط عدد جزيئات الغاز بالحجم والضغط ودرجة الحرارة.
• كيمياء المحاليل: معرفة عدد الجزيئات الذائبة في محلول ذي مولارية معروفة.
• الكتلة المولية: التحويل بين كتلة عينة وعدد مولاتها، والذي يُعطي بعد ذلك عدد الجزيئات.
• الكيمياء الحيوية: تقدير عدد جزيئات البروتين أو الحمض النووي أو الإنزيم الموجودة في عينة.

تاريخ عدد أفوغادرو

سُمّي هذا الثابت باسم العالم الإيطالي أميديو أفوغادرو (1776–1856)، رغم أنه لم يقسه قط. ففي عام 1811 اقترح أن الأحجام المتساوية من الغاز، عند درجة الحرارة والضغط نفسيهما، تحتوي على أعداد متساوية من الجزيئات. تُعرف هذه الفكرة اليوم باسم قانون أفوغادرو.

قدّم الفيزيائي النمساوي يوهان يوزف لوشميت أول تقدير لعدد الجزيئات في حجم معين من الغاز عام 1865. أما اسم "عدد أفوغادرو" فجاء لاحقًا، وصاغه الفيزيائي الفرنسي جان بيران عام 1909 أثناء دراسته للحركة البراونية، وهي الاهتزاز العشوائي للجسيمات الصغيرة المعلّقة في سائل. ساهمت قياسات بيران لهذا الثابت في حصوله على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1926.

في عام 2019، ثبّتت إعادة تعريف دولية لوحدات النظام الدولي الأساسية ثابت أفوغادرو عند القيمة الدقيقة 6.02214076 × 10²³ لكل مول، لتُنهي قرونًا من القياس التجريبي المتزايد الدقة.

الأسئلة الشائعة

ما هو عدد أفوغادرو؟ هو عدد الجسيمات، مثل الذرات أو الجزيئات، في مول واحد من مادة ما: 6.02214076 × 10²³.

كيف تحوّل من المولات إلى الجزيئات؟ اضرب عدد المولات في 6.02214076 × 10²³. على سبيل المثال، 2 مول يعطي 2 × 6.02214076 × 10²³ = 1.204428 × 10²⁴ جزيء.

كيف تحوّل من الجزيئات إلى المولات؟ اقسم عدد الجزيئات على 6.02214076 × 10²³. على سبيل المثال، 3.01107038 × 10²³ جزيء مقسومًا على الثابت يعطي 0.5 مول.

هل ينطبق عدد أفوغادرو على الجزيئات فقط؟ لا. ينطبق على أي نوع من الجسيمات، بما في ذلك الذرات والأيونات والوحدات الصيغية. يحتوي مول واحد من أي من هذه الجسيمات على 6.02214076 × 10²³ جسيمًا.

ما الفرق بين المول وعدد أفوغادرو؟ المول وحدة، مشابهة للدزينة. وعدد أفوغادرو هو عدد الجسيمات التي تكوّن مولًا واحدًا، مشابه لكيفية تكوين اثني عشر عنصرًا لدزينة واحدة.

لماذا عدد أفوغادرو كبير جدًا؟ الذرات والجزيئات صغيرة للغاية. يبلغ قطر جزيء الماء الواحد نحو 0.3 نانومتر. ويتطلب الأمر عددًا هائلًا منها ليصل مجموعها إلى كمية من المادة يمكن قياسها على نطاق المختبر، مثل الغرام.

المراجع

1. المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM)، "The International System of Units (SI)"، الطبعة التاسعة، 2019.
2. الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC)، Compendium of Chemical Terminology (المعروف باسم "الكتاب الذهبي")، الطبعة الثانية، 1997.
3. Perrin, J. (1909). "Mouvement brownien et réalité moléculaire." Annales de Chimie et de Physique, السلسلة الثامنة، 18: 1–114.