Ամեդեո Ավոգադրո

Ամեդեո Ավոգադրո (, ), իտալացի ֆիզիկոս. հիմնական ֆիզիկական աշխատանքները վերաբերում են մոլեկուլային ֆիզիկային։ 1811 թվականին հայտնաբերել է ներկայումս իր անունը կրող օրենքը, որի հիման վրա մշակել է ատոմային և մոլեկուլային զանգվածների որոշման մեթոդ։

Կենսագրություն 
Կոմս Լորենցո Ռոմանո Ամեդեո Կարլո Ավոգադրոն ծնվել է 1776 թվականի օգոստոսի 9-ին, Թուրինում՝ Սարդինյան թագավորության մայրաքաղաքում։ Ամեդեոն ութ երեխաներից երրորդն էր։ Երիտասարդ տարիքում հաճախել է երկրաչափության և փորձարարական ֆիզիկայի դպրոց։ Այդ ժամանակվա սովորույթի համաձայն մասնագիտությունները և պաշտոները փոխանցվում էին ժառանգաբար, այդ պատճառով Ամեդեոն սկսեց զբաղվել իրավագիտությամբ։ Քսան տարեկանու ստացել է կանոնական իրավունքի դոկտորական աստիճան։ Քսանհինգ տարեկանում սկսել է ինքնուրույն ուսումնասիրել ֆիզիկամաթեմատիկական գիտություններ։ 1803 և 1804 թվականներին նա իր եղբայր՝ Ֆելիչիի հետ երկու աշխատանք է ներկայացրել Թուրինի գիտական ակադեմիայի էլեկտրական և էլեկտրամագնիսական երևույթների տեսության վերաբերյալ, ինչի համար 1804 թվականին ընտրվեց այդ ակադեմիայի թղթակից անդամ։ Իր առաջին աշխատությունում, որը կոչվում էր «Էլեկտրականության մասին վերլուծական գրառում» նա բացատրել է հաղորդիչնորի և մեկուսիչների գործելակերպը, մասնավորապես մեկուսիչների բևեռացման երևույթը։ Այն գաղափարները, որոնք նա արտահայտել է ավելի ուշ ավելի լիարժեք զարգացում ստացան այլ գիտնականների աշխատություններում։ 1806 թվականին Ավոգադրոն մտնում է Թուրինի ճեմարան որպես դասախոս։ 1809 թվականին տեղափոխվել է Վերչելի քաղաքի լիցեյ, որպես ֆիզիկայի և մաթեմատիկայի ուսուցիչ։ 1819 թվականի սեպտեմբերին Ավոգադրոն ընտրվում է Թուրինի Գիսությունների ակադեմիայի անդամ։ 1820 թվականին թագավորական հրամանով Ավոգադրոն նշանակվել է Թուրինի համալսարանի բարձրագույն ֆիզիկայի նոր ամբիոնի պրոֆեսոր։ 1822 թվականին Թուրինի համալսարանը փակվեց, ուսանողական անկարգություններից հետո։ 1823 թվականին Ավոգադրոյին տրվել է բարձրագույն ֆիզիկայի պրոֆեցորի պատվավոր կոչում և նշանակվել պետական ծախսերի վերահսկման պալատի ավագ տեսուչ։ Չնայած նոր պարտականություններին Ավոգադրոն շարունակում էր զբաղվել գիտական հետազոտություններով։ 1832 թվականին համալսարանը կրկին բացել է բարձրձրագույն ֆիզիկայի ամբիոնը, սակայն այս անգամ այն տրվեց ոչ թե Ավոգադրոյին, այլ 1830 թվականին հայրենիքը լքած հայտնի ֆրանսիացի մաթեմատրկոս Օգյուստեն Լուի Կոշիին։ Միայն երկու տարի հետո Կոշիի մեկնելուց հոտո Ավոգադրոն կարողացավ զբաղեցնել այդ ամբիոնը, որտեղ էլ աշխատել է մինչև 1850 թվականը։ Այդ թվականին նա հեռացել է համալսարանից, ամբիոնը հանձնելով իր աշակերտ Ֆելիչե Կյուին։ Համալսարանից հեռանալուց հետո Ավոգադրոն որոշ ժամանակ զբաղեցրել է վերահսկիչ պալատի ավագ տեսուչի պաշտոնը, ինչպես նաև եղել է բարձրագուն վիճակագրական հանձնաժողովի անդամ, նաև եղել է Ազգային կրթության բարձրագույն խորհրդի չափերի և կշիռների հանձնաժողովի նախագահ։ Չնայած պատկառելի տարիքին նա շարունակում էր հրապարակել իր հետազոտությունները Թուրինի Գիտությունների Ազգային ակադեմիայի աշխատություններում։ Վերջին աշխատությունը հրապարակվել է նրա մահից երեք տարի առաջ, երբ Ավոգադրոն 77 տարեկան էր։ Նա մահացել է 1856 թվականի հուլիսի 9-ին Թուրինում և թաղվել է Վերչելիի ընտանեկանմ դամբարանում։

Գիտական գործունեություն 

Ավոգադրոն սկսել է իր գիտական գործունեությունը  էլեկտրական երևույթների ուսումնասիրությամբ։ Ավոգադրոի աշխատություններն այս թեմայով լույս են տեսել մինչև 1846 թվականը։ Նա նաև մեծ ուշադրություն է դարձրել էլեկտրաքիմիայի բնագավառում հետազոտություններին, փորձելով գտնել էլեկտրական և քիմիական երևույթների միջև կապը, ինչի արդյունքում  ստեղծվեց էլեկտրաքիմիական տեսության մի տեսակ։ Այս կապակցությամբ նրա հետազոտությունը առնչվում էր հայտնի Դիմի և Բերցելիուսի քիմիկոսների աշխատությունների հետ։ Բայց Ավոգադրոն մտել է ֆիզիկայի պատմություն, որպես մոլեկուլային ֆիզիկայի կարևորագույն օրենքներից մեկի հայտնագործող։

1811 թվականին լույս տեսավ Ավոգադրոյի «Ակնարկ մակերեսային մոլեկուլների հարաբերական զանգվածի որոշման մեթոդով, ըստ որի նրանք պատկանում են միացություններին» հոդվածը։ Ավոգադրոն ցույց տվեց, որ ոչ միայն չի հակասում Գեյ-Լյուսակի կողմից ձեռք բերված տվյալներին, այլ հակառակը, լավ  համաձայնեցվում է նրանց հետ, և հնարավորություն է ճշգրիտ սահմնանել  ատոմային զանգվածները, մոլեկուլների կազմը և տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների բնույթը։

Ավոգադրոյի ժամանակ նրա վարկածը անհնար էր ապացուցել տեսականորեն։ Սակայն այս վարկածը պարզ հնարավորություն տվեց փորձնականորեն որոշել գազային միացությունների մոլեկուլների կազմը և որոշել դրանց հարաբերական զանգվածը։ Փորձը ցույց է տալիս, որ այդ գազերի արդյունքում արտադրվող ջրածնի, թթվածնի և ջրի գոլորշու ծավալները կազմում են 2:1:2 հարաբերությունը։

Առաջին` ջրածնի և թթվածնի մոլեկուլները բաղկացած են երկու ատոմներից (H2 և O2), իսկ ջրածնի մոլեկուլները` երեքից, և հավասարումը կլինի 2Н2 + О2 = 2Н2О: Սակայն հնարավոր է նաև հետևյալ եզրակացությունը` ջրածնի մոլեկուլները միատոմ են, իսկ թթվածնի և ջրի մոլեկուլները` երկատոմ, հետևաբար ճիշտ է հետևյալ հավասարումը` 2Н + О2 = 2НО, 2:1:2 ծավալային հարաբերությամբ։ Առաջին դեպքում, ջրի մեջ ջրածնի և թթվածնի զանգվածային հարաբերությունից (1:8) այն հետևեց, որ թթվածնի հարաբերական ատոմային զանգվածը 16 է, իսկ երկրորդինը` 8։ Ի դեպ, Գեյ-Լյուսակի աշխատանքը նույնիսկ 50 տարի անց որոշ գիտնականներ պնդել են, որ ջրի բանաձևը ոչ թե Н2О է, այլ` НО: Մյուսները կարծում էին, որ ճիշտ բանաձևը Н2О2 է։ Հետևաբար, մի շարք աղյուսակներում թթվածնի ատոմային զանգվածը ընդունել են հավասար 8-ի։

Այնուամենայնիվ, կար հեշտ եղանակ երկու ենթադրություններից ընտրել միայն ճիշտը։ Դրա համար անհրաժեշտ էր վերլուծել այլ նման փորձերի արդյունքները։ Այսպիսով, դրանից հետևում է, որ հավասար ծավալներով ջրածնի և քլորի համար ջրածնի քլորիդի ծավալը կրկնապատկվում է։ Այս փաստը անմիջապես  բացառում է  միատոմ ջրածնի գոյության հնարավորությունը։ H + Cl = HCl, H + Cl2 = HCl2 այս  և նման տեսակի ռեակցիաները չեն կրկնապատկում HCl ծավալը։ Հետևաբար, ջրածնի մոլեկուլները (ինչպես նաև քլորինը) կազմված են երկու ատոմից։ Սակայն, եթե ջրածնի մոլեկուլները երկատոմ են, ապա երկատոմ են նաև քլորի մոլեկուլները, իսկ ջրի մոլեկուլները՝ եռատոմ են, և դրա բանաձևը կլինի՝ Н2О։ Զարմանալի է, որ այդպիսի պարզ փաստարկները տասնամյակների ընթացքում չեն կարողացել համոզել որոշ քիմիկոսների Ավոգադրոյի տեսության ճշմարտացիության վերաբերյալ, որը մի քանի տասնամյակների ընթացքում գրեթե աննկատ մնաց։ Սա մասամբ պայմանավորված է այդ ժամանակվա պարզ և հստակ քիմիական ռեակցիաների բանաձևերի և հավասարումների բացակայությամբ։ Բայց Ավոգադրոյի տեսության գլխավոր հակառակորդը հայտնի շվեդ քիմիկոս Իյոնս Յակոբ Բերցելիուսն է, ով անառարկելի հեղինակություն ուներ ամբողջ աշխարհի քիմիկոսների շրջանում։ Նրա տեսության համաձայն, բոլոր ատոմները ունեն էլեկտրական լիցք, իսկ մոլեկուլների ատոմային կազմը՝ հակառակ լիցք, որոնք միմյանց ձգում են։ Հավանաբար, թթվածնի ատոմներն ունեն ուժեղ բացասական լիցք, իսկ ջրածնի ատոմները՝ դրական։ Այս տեսության տեսակետից անհնար է թթվածնի մոլեկուլը պատկերացնել կազմված երկու միատեսակ լիցքերով ատոմներից։ Բայց, եթե թթվածնի մոլեկուլները միատոմ են, ապա ռեակցիայի մեջ թթվածինը ազոտի հետ է փոխազդում․ N + O = NO ծավալների հարաբերությունը պետք է լինի 1:1:1։ Դա հակասեց փորձին․ 1 լ․ ազոտից և 1 լ․ թթվածնից ստացվում է 2 լ․ NO։ Այս հիմքով Բերցելիուսը և շատ այլ քիմիկոսներ մերժել են Ավոգադրոյի վարկածը, քանի որ չէր համապատասխանում փորձարարական տվյալներին։

1821 թվականին «Նոր ենթադրություններ մարմնի որոշակի համադրությունների տեսության և մարմնի մոլեկուլների զանգվածի որոշման մասին» հոդվածում Ավոգադրոն գրեթե ամփոփեց իր տասնամյա աշխատանքը մոլեկուլային տեսության ոլորտում և ընդարձակեց մի շարք օրգանական նյութերի մոլեկուլնորի կազմի որոշման մեթոդը։ Նույն հոդվածում նա ցույց տվեց, որ մյուս քիմիկոսները, հատկապես Դալթոն, Դևին և Բերցելիուսը, ովքեր ծանոթ չեն նրա աշխատանքին, շարունակում են սխալ կարծիքներ ունենալ բնության մեջ  բազմաթիվ քիմիական միացությունների և նրանց միջև տեղի ունեցած ռեակցիայի բնույթի նկատմամբ։

Այս աշխատանքը հետաքրքիր էր ևս մեկ առումով․ այն առաջին անգամ հանդիպել է Ամպերի անունը,  որի մասին  Ավոգադրոն արտահայտվել է որպես «մեր օրերի ամենահմուտ ֆիզիկոսներից մեկը», մոլեկուլային տեսության ոլորտում իր հետազոտությունների հետ  կապված։ Ամպերի գործունեության  այս կողմը սովորաբար չի հիշատակվում, քանի որ նրա արժանիքները  էլեկտրադինամիկայի ոլորտում ծածկում են մնացած բոլոր ոլորտներում աշխատանքները։ Այնուամենայնիվ, Ամպերը աշխատել է մոլեկուլային ֆիզիկայի ոլորտում և անկախ Ավեգադրոյից (սակայն որոշ ժամանակ անց) հանդես է եկել մի շարք գաղափարներով, որոնք արտահայտվել են Ավոգադրոի աշխատություններում։ 1814 թվականին հրատարակվեց Ամպերի նամակը ուղղված քիմիկ Բերտոլեին, որտեղ ձևակերպված էր մի ենթադրություն, որը համընկնում էր Ավոգադրոյի օրենքին։ Այստեղ նշվում է նաև, որ Ավեգադրոյի համապատասղան նամակը իրեն հայտնի է դարձել Բերտոլեի նամակը գրելուց հետո։

Ավոգադրոյի օրենքը  

Ավոգադրոն եկավ հետևյալ եզրակացությանը. «գազերը միևնույն ծավալում պարունակում են հավասար թվով մոլեկուլներ»։  Հետո նա գրել է, որ այժմ գոյություն ունի «մարմինների մոլոկուլների հարաբերական զանգվածը հեշտ որոշելու ձև, որը կարելի է հաշվել գազային վիճակում և մոլոկուլների հարաբերական զանգվածը միացություններում»։

1814 թվականին հայտնվեց Ավոգադրոյի երկրորդ հոդվածը, «Ակնարկ պարզ մարմինների մոլոկուլների հարաբերական զանգվածների կամ դրանց գազային խտությունների և որոշ միացությունների կառուցվածքի մասին»։ Այստեղ հստակ ձևակերպվում է Ավոգադրոյի օրենքը. «Գազային  նյութի հավասար ծավալները միևնույն ճնշման և ջերմաստիճանմի պայմաններում պարունակում են հավասար թվով մոլեկուլներ, այնպես որ տարբեր գազերի խտությունները իրենցից ներկայացնում են համապատասխան գազերի մոլկուլերի զանգվածի չափը»։ Այնուհետև ակնարկում դիտարկվում է այդ օրենքի կիրառումը բազմաթիվ անօրգանական նյութերի համար։ Քանի որ մոլեկուլային զանգվածը համեմատական է առանձի մոլեկուլների զանգվածին, ապա Ավոգադրոյի օրենքը կարելի է ձևակերպվել որպես հաստատում այն բանի, որ միևնույն ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում գազային նյութի մեկ մոլը զբաղեցնում են միևնույն ծավալը։ Ինչպես ցույց տվեցին փորձարկումները նորմալ պայմաններում (р = 1 մթն(760 մմ սնդիկի սյուն), T =273 Կ(0 °C)) այն հավասար է 22,414 լ։ Յուրաքանչյութ նյութի գրամ մոլեկուլում մոլոկուլների քանակը միևնույնն է։ Այն ստացավ Ավոգադրոյի թիվ անունը, որն էլ հավասար է   6,02 ⋅ 1023:

Անձնական կյանք 
Ամուսնացել է 1814 թվականին 20-ամյա Աննայի հետ։ Տարիքային տարբերությունը եղել է 18 տարի։

Հիշատակ 
Վերչելի, Նովարա և Ալեսանդրիա քաղաքներում գտնվող համալսարանների միավորումը կրում է Ավոգադրոյի անունը։

Հետաքրքիր փաստեր 
 Ավոգադրոյի համար քիմիայի բնագավառում ակտիվ փորձերի խթան հանդիսացավ Գեյ-Լյուսակի գազերի օրենքի հայտնաբերումը։
 Ավոգադրոն իր աշխատություններում օգտագործել է գազի մոլեկուլ հասկացությունը, որը ժամանակակից տերմինաբանությամբ իր մեջ ընդգրկում է նաև ատոմ և մոլեկուլ հասկացությունները։
 Ֆիզիկայի «Մոլեկուլային ֆիզիկա» բաժնի առաջին դասագիրքը հեղինակել է Ավոգադրոն։
 Գիտնականի անունը ստացած Ավոգադրիտ միներալը պատկանում է հալոգենների դասին։

Տես նաև 
 Ավոգադրոյի օրենք

Ծանոթագրություններ 

Իտալացի ֆիզիկոսներ
Թուրին քաղաքում ծնվածներ
Ֆիզիկոսներ այբբենական կարգով
Իտալացի քիմիկոսներ