阿佛加德罗(1776-1856,意大利人)是19世纪初提出分子论的物理学家,他于1814年发表文章在物体和原子这两种物质层次之间引进一个新的层次——分子,用以解释当时的许多实验事实。该理论对化学科学的发展起重大作用,使人们的眼光深入到微观世界,了解分子由原子组成,了解分子的大小和质量等情况。
阿佛加德罗认为,对化合物而言,分子即相当于道尔顿所谓的“复杂原子”;对元素单质而言,同样也包含这样一个层次,只不过由几个相同的原子结合成分子。气体物质无论是元素单质还是化合物,其体积与分子数目之间存在着非常简单的关系:相同体积的任何气体,其中所含的分子数目总是相等的。所以在相同温度和压力下,同体积的气体物质含有相同数目的分子。各种气体的密度是度量分子质量的尺度。
道尔顿的原子论一经发表,立即得到化学界的重视。然而阿佛加德罗的分子论提出后却被冷落了近半个世纪。这期间经历了原子论-当量-分子量等一系列的研究结果间相互矛盾引起的争论。直至1867年,康尼查罗等化学家在分析归纳自己所测的分子量数据,才重视阿佛加德罗分子论的重要意义,并将它加以表述,作出原子-分子的现代定义:
分子是原子的集合,是化学物质——无论单质或化合物——能够分开的,或者说能够独立存在的最小部分;正是物质的这个最小量能够进入任何反应或者由反应而产生出来;原子是存在于化合物的元素的最小部分,它是不能被化学再分的最小质量。
原子-分子学说确立过程中,阿佛加德罗常数的提出和测定,使人们在研究微观世界时对研究的对象给出了清晰的图像。阿佛加德罗常数是指一个摩尔物质中包含分子的数目。许多物理学家采用不同方法加以测定,其中最直观的是英国晶体学家布拉格父子(W.H.Bragg和W.L.Bragg)在1912年到1915年间测定了金刚石和氯化钠等一系列化合物的晶体结构,他们利用晶胞参数和晶体的密度等数据算得阿佛加德罗常数值为:
N(A)=(6.0228±0.0011)×10(23次方)/mol
这数值的精确度高、物理图像明确,和现在国际颁布的通用数值:6.02205×10(23次方)/mol几乎完全相同。它使化学家在原子-分子水平上认识化学物质的结构和性质,对物质的探索研究步入微观世界,在化学的发展中产生了深远的影响,成为此后一个世纪化学得以飞速发展的重要因素。