阿佛加德罗定律是表明气态物质在一定条件下的体积和它们所含分子个数的关系的定律。

    这一定律可以在第一章里已经学过的克分子和克分子体积的概念(第一册§3·11),以及物理学上所曾学过的理想气

体的气态方程的基础上来加以认识。

    我们知道,1克分子的任何气体,在标准状况下所占的体积都是22.4升,这个体积就叫做气体克分子体积.又知道1克分子的任何物质,所含的分子数,都是（6.02×10的23次方）个.因此在标准状况下,22.4升的任何气态物质,都含有相同的分子数(6。02×1023个).也就是说,在标准状况下,相同体积的任何气体,都含有同数目的分子。

    那末在非标准状况下,相同体积的任何气体,是否也含有相同数目的分子呢?例如在温度20°C,压强750毫米的状况下,1升氧气和1升氢气所含的分子个数是否相同？

    根据理想气体的气态方程：

 P₁V₁         P₂V₂    ①  

————====————

   T₁          T₂

我们把在非标准状况下1升氧气或氢气的体积折算到标准状况下的体积:

    即它们在标准状况下的体积都是0.9196升.从这一计算可以看出,在标准状况下体积相同的任何气体,在温度和压强发生同样的变化时,它们的体积仍然是相同的,也就是说

①

P1V1         P2V2    ①  

————====————

   T1          T2

(P代表压强;T是绝对温度,即T=t+278;V代表体积)是理想气体的状态方程,简称为气态方程.这一方程表明:一定质量理想气体的压强和体积的乘积和它的绝对温度成正比,在一般温度和压强下,许多实际气体都可以近似地应用这个方程在。

    在这里,我们把P1 V1作为标准状况下，即P1=760毫米,T1为摄氏零度,即即T1=273,T1为所求的标准状况下气体的体积

                                 ——————

                                          P₂

P2   V2为已知的非标准状况。

————

   P₂

    几种种气体在非标准状况下,只要都是处于同样的温度和压强之下,同体积仍含有同数的分子.为什么在一定状况下,一定有体积的任何气体都含有相同数目的分子呢?原来气体具有这就是样一种特性,就是气体分子间的空隙特别大,分子与分子同的目的距离和分子本身的大小相比,要大上气你分子很多倍数.在标准状况下,气体分子如图间的平均距离约大分子直径的1320倍(见图6·1).例例如,1克水在活液态时仅占1毫升左右的体积,但变气体分子为气体时(温度100°C,压强是760毫米）它的体积约有1700毫升.即水分子由原来本身所占的体积还不到1毫升(因为液态时分子之间还是有一定的孔隙的),变为气体之后,竟扩大了1699毫升的空间,可见气态物质分子间的距离远远超过了液态时分子间的距离因此,气体分子本身的大小和它们间的距离相比,就可以略而不计,气态物质的体积也就主要决定于它的分子之间的平均距离:当改变温度和压强时,一定体积的气体,只是分子间的距离发生了变化,也就是体积发生了变化,而所含的分子数目并没有改变。

    所以不论是在标准状况下或是在非标准状况下,同温同压下,同体积的任何气体,都含有同数目的分子,这就是阿佛

加德罗定律①。

    阿佛加德罗定律不适用于液态或固态物质.因为液态或固态物质的分子间的距离和气态物质比起来要小得多,它们

①阿佛加德罗是意大利人,1811年他提出上述假说,后经别人用实验证明了这个假说得到普遍公认称为阿佛加德罗定律。

的体积不但与分子间的距离有关,而且与分子本身的大小也有影响.不同的液态或固态物质的分子大小是不同的,因此,就是在同样状况之下,同体积的液体或固体不可能含有同数目的分子。

    关于阿佛加德罗定律,我们可以通过下面的实验来验证.实验装置如图6.2。

    用两根直径相同、体积是1比2的玻管,加塞子,中间用一支具有活栓的导管连接,可使两管相通或者隔断.下管的体积是上管的两倍。

    实验时,先在短管里充满水银,倒插在水银槽里,用排求法①收集千燥的氯化氢气体,集满后,在水银槽里塞上塞子,然后取出,在长管

①氯化氢和氨均易溶于水,所以不能用排水法集气.排示法就是用示(水银)代替水,和排水法一样操作以集气.不用汞也可用石蜡油代替.

中用同样方法收集干燥的氨气,集满后仍放在水银槽里,装置如图62(a).这样,在管子里就有一体积的氯化氢和2体积的氨气。

    开启活栓,玻缸中的汞逐渐进入下管,上管中出现了白烟,这是氯化氢眼氨反应生成的氯化铵晶体微粒.当汞上升到活栓时就停止了,如图6·2(b),可见这时两种气体已不再反应,但上管中还有一体积的气体没有作用掉の,否则求应当把两个管子完全充满.剩下的是什么气体呢?取去管口塞子,用润湿的红色石蕊试纸检试,试纸变蓝,证明它是氨气.氯化氢和氨的体积原来是1:2,现在剩下的是1体积的氨气,可见氯化氢和氨正好是1体积和1体积发生了反应,我们知道,氯化氢跟氨反应是1个氯化氢分子跟1个氨分子结合:

‍NH3+HCI= NH4CI‍

现在实验结果是,同体积的氨跟氯化氢完全反应.显然,在相同条件下同体积的氨和氯化氢所含的分子数目是相同的。