число структурных элементов (атомов, молекул, ионов или других частиц) в 1 моле, одна из фундаментальных физических констант, существенная для определения многих других физических констант (постоянной Больцмана, постоянной Фарадея и др.), позволяет связать атомную единицу массы с килограммом - единицей массы в СИ: 1 а.е.м. = (10-3 кг x моль-1) / NA.
(Физическая энциклопедия, М., 1988)
Килограмм - это единственная системная единица СИ, которая все еще определяется с помощью материального объекта - цилиндрика высотой и диаметром 39 мм из сплава платины и иридия, который хранится внутри трех вакуумных стеклянных колб в стальном сейфе Центра мер и весов под Парижем. Все другие единицы давно уже связаны с атомными или фундаментальными константами вроде скорости света или заряда электрона (например, платино-иридиевый эталон метра удалось "вывести в отставку" в 1960 году: по решению состоявшейся тогда XI Генеральной конференции по мерам и весам метр получил новое определение, был признан равным 1 650 736,73 длины волны оранжевого излучения криптона-86), и метрологи теперь согласны с тем, что определение килограмма тоже нужно пересмотреть в этом же духе. Тем более, что нынешний материальный эталон килограмма, от которого в конечном счете зависит точность измерений во всем мире, постепенно испаряется и теряет массу.
Исследователи предложили два способа нового определения единицы массы: один базируется на константе Планка, а другой полагается на измерения постоянной Авогадро - числа атомов или молекул в одном моле вещества. Проблема с определением килограмма в терминах Авогадро состоит в том, что необходимо рассчитать число атомов в образце с большей точностью, чем это возможно на практике.
Чтобы справиться с этой проблемой, Бекер и его сотрудники с помощью метода XRCDMM (X-ray crystal density molar mass - получение плотности и молярной массы кристалла с помощью рентгена) определили параметры кристаллической решетки, плотность и молярную массу почти идеального монокристалла кремния. А собственно число Авогадро рассчитывается путем деления молярного объема (отношение средней молярной массы кремния к плотности кристалла) на атомный объем. Атомный объем - объем, занятый отдельным кремниевым атомом, который исследователи рассчитали, изучая периодичность решетки кристалла.
Хотя значение PTB - 6,0221353 x 1023 моля-1 - находится в согласии с предыдущими экспериментами, все еще имеется слишком большая погрешность измерений - 3,4 x 10-7. Исследователи теперь надеются привести это число к требуемому порядку 10-8 с помощью международной Рабочей группы по числу Авогадро (Avogadro Constant Working Group). Кроме того, новое значение не совпадает с последним рекомендованным значением CODATA примерно на 1/106 по пока не выясненной причине.
Источник:
Silicon joins race to redefine the kilogram - PhysicsWeb
Ссылка:
Количественные расчёты в химии
| А также : | Наука Общество Технологии |