Az iskolai kémia tantárgyból tudjuk, hogy ha bármilyen anyagból egy mólnyi anyagot veszünk, akkor az 6,02214084(18)•10^23 atomot vagy más szerkezeti elemet (molekulákat, ionokat stb.) tartalmaz. A kényelem kedvéért az Avogadro-számot általában a következő formában írják: 6.02 • 10^23.
Azonban miért egyenlő az Avogadro állandó (ukránul „Avogadro lett”) ezzel az értékkel? A tankönyvekben nincs válasz erre a kérdésre, és a kémiatörténészek többféle változatot kínálnak. Úgy tűnik, hogy Avogadro számának van valami titkos jelentése. Hiszen vannak mágikus számok, ahol egyesek a „pi” számra utalnak, fibonacci számok, hét (keleten nyolc), 13 stb. Küzdeni fogunk az információs vákuum ellen. Arról nem fogunk beszélni, hogy ki az a Amedeo Avogadro, és miért az általa megfogalmazott törvény mellett a talált állandót, a Holdon található krátert is ennek a tudósnak a tiszteletére nevezték el. Sok cikk született már erről.
A pontosság kedvéért, Amedeo Avogadro nem számolt molekulákat vagy atomokat egyetlen térfogatban sem. Az első, aki megpróbálja kitalálni, hány molekula van egy gáznak
egy adott térfogatban, azonos nyomáson és hőmérsékleten volt Josef Loschmidt, és 1865-ben. Kísérleteinek eredményeként Loschmidt arra a következtetésre jutott, hogy normál körülmények között bármely gáz egy köbcentiméterében 2,68675 • 10^19 molekula található.
Ezután számos független módszert találtak ki az Avogadro-szám meghatározására, és mivel az eredmények többnyire egybeestek, ez ismét a molekulák tényleges létezése mellett szólt. Jelenleg a módszerek száma meghaladta a 60-at, de az elmúlt években a tudósok megpróbálták tovább javítani a becslés pontosságát a „kilogramm” kifejezés új definíciójának bevezetése érdekében. A kilogrammot eddig alapvető definíció nélkül hasonlították össze a választott anyagszabvánnyal.
De vissza a kérdésünkhöz – miért egyenlő ez az állandó 6,022 • 10^23?
A kémiában 1973-ban a számítások megkönnyítése érdekében javasolták egy olyan fogalom bevezetését, mint az "anyag mennyisége". A mennyiség mérésének alapegysége a mól volt. Az IUPAC ajánlásai szerint bármely anyag mennyisége arányos az adott elemi részecskéinek számával. Az arányossági együttható nem függ az anyag típusától, és az Avogadro-szám annak reciprokja.
Az egyértelműség kedvéért vegyünk egy példát. Amint az az atomtömeg mértékegységének meghatározásából ismeretes, az 1 a.m.u. egy 12C szénatom tömegének egy tizenkettedének felel meg, és 1,66053878•10^(-24) gramm. Ha megszorozzuk 1-gyela.u.m. az Avogadro állandóval 1000 g/mol értéket kapunk. Most vegyünk egy kémiai elemet, mondjuk a berilliumot. A táblázat szerint egy berillium atom tömege 9,01 amu. Számítsuk ki, hogy ennek az elemnek egy mól atomja hányados:
6,02 x 10^23 mol-11,66053878x10^(−24) gramm9,01=9,01 gramm/mol.
Így kiderül, hogy a moláris tömeg számszerűen megegyezik az atomtömeggel.
Az Avogadro-állandót speciálisan úgy választottuk meg, hogy a moláris tömeg megfeleljen az atomi vagy dimenzió nélküli értéknek – a relatív molekula(atom) tömegnek. Elmondhatjuk, hogy az Avogadro-szám megjelenését egyrészt az atomtömeg mértékegységének, másrészt a tömeg-összehasonlítás általánosan elfogadott mértékegységének - a grammnak - köszönheti.
