アボガドロ数について質問があります

質問

アボガドロ数の6.02×10^23の意味がよくわかりません。
6.02×10^23の数値がどのような数なのかを詳しく教えてください。

回答No.2

ha0630sde · ベストアンサー

まず、
6.02×10^23=602000000000000000000000です。
面倒なので省略してるわけです。

続いて、モルについて
水素原子一個はものすごく軽くて、１ｇにするためには
水素原子6.02×10^23個必要です。

ヘリウム原子は水素原子よりちょっと重い。
ヘリウム原子を同様に6.02×10^23個集めてみると４ｇになります。

リチウム原子はさらにちょっと重い。
リチウム原子を同様に6.02×10^23個集めてみると７ｇになります。

なぜか、6.02×10^23個集めるとキリがいいんです。
キリがいいから6.02×10^23＝１モルと勝手に決めました。
１００ｃｍ＝１ｍと同じようなものです。
さらに6.02×10^23をアボガドロ数と勝手に決めました。
７７７をスリーセブンと呼ぶようなものです。

ちなみに、原子をアボガドロ数集めると
水素は１ｇ、ヘリウム４ｇ、リチウム７ｇだった
じゃあ、原子一個の重さのことを原子量と呼ぼう。
原子量は水素は１、ヘリウム４、リチウム７でいいやって感じです。

回答No.7

htms42

＃６様

揚げ足取りのようなことを書いてしまい申し訳ありませんでした。
でもうまく伝わらなかったようですね。
私が不思議に思ったことは１２．８という数字ではなくて１２７５６．３ｋｍという数字なのです。
細かい数値と言うのは値の小さい数字という意味ではなくて桁数の多い数値と言う意味です。
板倉氏なら地球の直径を１万３千ｋｍ、または１万２千８百ｋｍとするだろうと思ったからです。地球と分子模型の大きさの比較もやるだろうと思います。

地球の直径に対して１００ｍのレベルまで表した（６桁の）数値を使うということは高等学校でもやらないことです。

回答No.6

HANANOKEIJ

No.5様へ。「科学の学び方、教え方」という本の表紙の説明のために、地球の模型の大きさを推定しました。実際に、本の表紙の図を測定したわけではありません。本文中にその数値12.8cmは、でてきません。誤解を与えてしまい、申し訳ありませんでした。
高校生が、化学の最初で、分子量、原子量で悩むことは、自分の体験でも承知しています。どう説明するか、よくわからないので、実物の１億分の一の模型が、図解(資料集)や教科書で見ることができれば、相似比と体積比の関係を使って、10^24を導くことには成功しました。6.02・・・の測定値については、ぺランの実験までは、知りませんでした。
ご指摘、ありがとうございました。大変勉強になりました。

回答No.5

htms42

原子も分子も目に見えません。
当然１つ、２つと数を勘定することは出来ません。

アボガドロ数はアボガドロが測定したものではありません。
「アボガドロの法則」というのが教科書に載っていると思いますが
「温度、圧力、体積の等しい気体は同数の粒子（分子）を含む」というものです。何個というのではありません。「同じ数」ということだけです。
単体の気体　水素、酸素、窒素、・・・が原子２つを単位とした分子で出来ているということもアボガドロは主張しています。「アボガドロの分子説」といいます。これで気体反応の法則の説明が出来ます。

同数ですから基準になる数字を決めれば分子の量を表すことが出来ます。そこで全ての原子の中で一番軽い水素原子を１ｇ集めた時の原子の数を単位にすることにしました。それを１ｍｏｌと名付けたのです。ｍｏｌはｍｏｌｅｃｕｌｅ（分子）の意味です。水素分子１ｍｏｌであれば２ｇ必要です。数は分かりませんが粒の質量の比が分かっていれば同じ数集めることは出来ます。
原子量、分子量の数値にｇをつければ原子１ｍｏｌの質量、分子１ｍｏｌの質量が求められるという簡単な性質は１ｍｏｌを上のように決めたことから出てくるものです。
Ｈ２Ｏ１つの質量はＨ１つの質量の１８倍ですから水１８ｇが１ｍｏｌになります。

６．０２×１０^２３個を１ｍｏｌと決めたのではありません。
こういう説明があちこちで目に付きますので目にも見えない、触ることも出来ないものをどうやって数えることが出来たのかという疑問を持ってしまいます。「化学はうそ臭い」とやる気をなくしてしまう高校生も多いです。

年表を調べてみてください。
理科年表では
アボガドロの分子説　１８１１年
とあります。
アボガドロ数の測定と分子の実在性の証明は
ぺラン　１９０８年です。
ほぼ１００年後です。

目にも見えない、触ることも出来ないものの数を測定するためにはそれなりの理論が必要です。
ぺランはアインシュタインのコロイドの理論を沈降平衡に当てはめて求めています。

現在、国際会議で決められている１ｍｏｌの定義は数によるものです。
それは現在の定義です。精度良く決定するために基準が変えられているのです。そういう量がどうやって導入されて、決められてきたかとは別のことです。
＃４に書かれている
＞つまり6.02×10^23個の原子や分子を１モルと呼ぶことにしたのです。
という文章を見ると不思議に思ってしまうのです。

化学反応を考えている限り
１ｍｏｌという量は必要ですが
１ｍｏｌの個数は必要ありません。
原子１つの大きさ、分子１つの大きさを問題にすることがないからです。「同じ数」ということで十分です。
理科年表の中に年表があります。アボガドロは化学の分野に載っていますがぺランは物理の分野に載っています。
ぺランは１９２６年にノーベル物理学賞（化学賞ではありません）を貰っています。受章理由は「物質の不連続的構造の研究、特に沈降平衡の発見」となっています。

大きさのイメージは＃３に書かれていることが参考になるでしょう。
１ｃｍ３の立方体のなかに１辺が（１億分の１）ｃｍの立方体はいくつ含まれているでしょうか。
(１億)×(１億)×(１億)個＝１０^(２４)個
です。アボガドロ数はこれに近い数字ですね。
顕微鏡で見ることの出来る細菌の大きさは１μｍ＝（１万分の１）ｃｍ程度です。原子や分子の大きさは細菌に比べてずっと桁違いに小さいはずです。１億分の１ｃｍというのは細菌の大きさの（１万分の１）ということです。こう考えると不思議な数字ではなくなるのではないでしょうか。

教科書には原子１つの大きさがほぼ（１億分の１)ｃｍであると書かれているはずです。分子は原子がいくつかくっついたものですから当然これよりは少し大きくなるでしょう。

＃３に
＞地球の赤道での直径が１２７５６．３ｋｍだから、１億分の１は、１２．８ｃｍです。
と書かれています。
板倉聖宣の本にこういう数値が使われているのですか。使っているとしたら「板倉氏ほどの人がこんな数値を使うとは」と少し驚きです。
彼は細かい数字ではなくてオーダーで比較するということを常にやっている人です。このような細かい数値を使うことはないはずだと思っていました。

回答No.4

noname#72861

物の量を表す方法にはいろいろあり、日常生活では５キログラムなどのような重さ（正しくは質量と言うべきなのですが、この際は気にせず日常用語を使うことにします）や、３リットルなどのような体積を使っています。
　しかし、化学変化を量的に扱う場合には、たとえば水素分子２つと酸素分子１つが化合して水分子２つが生じる反応のように、
関係する物質の量を重さや体積で表すのでなく、原子や分子の個数で表したほうが便利です。
　とは言うものの、原子や分子はたいへん小さいのでいちいち数えることなど出来ませんし、数えられたとしても膨大な数になってしまいます。
　そこで考えられたのは、１２個を１ダースとするように、ある大きな個数をひとまとめにして数えようということです。
　その大きな数がアボガドロ数で、そのひとまとめの表し方がモルなのです。
　つまり6.02×10^23個の原子や分子を１モルと呼ぶことにしたのです。
　6.02×10^23という数がどこから出てきたのかについては他の方の回答をどうぞ。

回答No.3

HANANOKEIJ

水の分子模型を図解(カラーの資料集)か、実験室で見たことがありますか？
水の分子の１億倍の模型もあります。りんごかみかんくらいの大きさです。
さて、相似な図形の面積比、体積比は習いましたか？
水の分子：水の分子模型＝1:10^8 これは、相似比です。
体積比は、
水の分子：水の分子模型＝1:(10^8)^3＝1:10^24
これで、10^23の部分が解明されました。残りの0.602・・・は、実際に測定したものでしょう。
板倉きよのぶさんの「科学の学び方、教え方」という本の表紙に、水の分子模型(正確に１億倍)と、地球の１億分の１の模型がのっていました。地球の赤道での直径が１２７５６．３ｋｍだから、１億分の１は、１２．８ｃｍです。
原子、分子の世界と、地球上の人間、りんごなどの世界と、地球や太陽といった天体の間には、10^8という大きな階層があるようです。自然の階層性です。それぞれの世界では、量子力学、ニュートンの運動、万有引力(ニュートン力学)など、支配する法則が少し変わります。
http://www.nhk.or.jp/kokokoza/tv/kagaku/archive/chapter007.html

回答No.1

sanori

こんにちは。

一言で言えば、
１モルという分量の中にある原子あるいは分子の数です。

ここで、「１モル」についての説明が必要ですね。
たとえば、空気中にある酸素分子は、酸素原子２個でできているので、分子量は、ほぼ　１６×２＝３２　です。
酸素分子が３２グラムあるとき、酸素分子の数は、6.02×10^23　です。
しかし、6.02×10^23　という大きな数で分子数を表すと面倒なので、
「6.02×10^23円」という「お札」（おさつ）があるという決まりを作れば便利です。
つまり、酸素分子３２グラムは、分子数が6.02×10^23個なので、お札が１枚であり、１モルです。

このように、質量数や原子量・分子量という数量と、原子数・分子数との関連付けをわかりやすくするために、モル、アボガドロ数の考え方が導入されているわけです。