В начале своей научной карьеры Авогадро занимался в первую очередь физикой. В 1804 году он был удостоен звания члена-корреспондента, представив исследование, посвященное поведению проводников и диэлектриков в электрическом поле. В дальнейшем Авогадро регулярно публиковал свои работы, посвященные электрическим явлениям. Некоторые открытия Авогадро повлияли на других знаменитых физиков, среди которых был, например, Анри-Мари Ампер, которого Авогадро в дальнейшем назвал «одним из самых искусных физиков наших дней».
Фото: Wikipedia
Авогадро также занимался выявлением связи между электрическими и химическими явлениями, вопросами теплового расширения тел и теплоемкости. В молодости он испытал влияние французского ученого Жозефа-Луи Гей-Люссака, известного своими экспериментами в области изучения газов и бесчисленными своими полетами на воздушном шаре. В 1808 году Гей-Люссак сформулировал уравнение идеального газа, которое устанавливало зависимость межу давлением, объемом и абсолютной температурой идеального газа. После серии экспериментов Гей-Люссак обнаружил, что 100 объемных частей кислорода и 200 объемных частей водорода образуют воду.
Хорошо знакомый с исследованиями Гей-Люссака и активно занимающийся собственными, Авогадро в 1811 году публикует «Очерк метода определения относительных масс элементарных молекул тел и пропорций, согласно которым они входят в соединения». В этой работе ученый делает вывод: поскольку объемы водорода и кислорода, образуя при соединении друг с другом воду, находятся в соотношении 2 к 1, то молекула водорода состоит из двух атомов, а не из одного, а значит, формула воды - Н2О, а не HO, как было принято считать раньше. Кроме того, Авогадро установил, что равные объемы любых газов при одинаковой температуре и давлении содержат равное число молекул. Как правильно полагал Авогадро, только тогда, когда в опытах Гей-Люссака газы занимали одинаковый объем, молекулы одного газа и молекулы другого газа реагировали между собой без остатка. Впоследствии гипотеза о равном числе молекул в одинаковых объемах газов подтвердилась многочисленными экспериментами. Так был сформулирован закон, справедливо названный впоследствии законом Авогадро.
Авогадро понимал, что для идеального соотношения газов важен еще и фактор массы веществ, которые вступают в соединение друг с другом. Авогадро был одним из первых, кто стал проводить различие между молекулами и атомами вещества, между молекулярной и атомной массой. Так как масса мельчайших неделимых частиц чрезвычайно мала, то легче измерять массу атомов не в граммах, а в своеобразных «атомных упаковках» – молях (устаревшее название – «грамм-молекула»). Так же, как при одинаковых температуре-давлении газы имеют один и тот же объем, в котором содержится одно и то же число молекул, один моль вещества при равнозначных температуре-давлении имеет один и тот же объем и количество молекул. Ученый эмпирически установил, что моль одного вещества составляет 22,4 литра, а количество молекул в моле любого вещества составляет 6,02 * 10 (в степени 23). Если представить атом вещества в виде горошины, то можно представить, что количества молекул, содержащихся в одном моле, достаточно для того, чтобы покрыть всю поверхность Земли 100-метровым слоем этих горошин.
Увы, результаты работ Авогадро по молекулярной теории не были оценены при жизни ученого, а были признаны лишь в 1860 г. на I Международном конгрессе химиков в Карлсруэ.
Даниил Казбеков