Physikalische Konstanten der Chemie
Die Konstanten, die du in der Chemie brauchst, von der Avogadro-Zahl und der Gaskonstante bis zu den Massen von Proton, Neutron und Elektron, mit ihren Symbolen, Werten und Einheiten.
| Konstante | Symbol | Wert | Einheit |
|---|---|---|---|
| Avogadro-Konstante exakt | NA | 6.022 140 76 × 10²³ | mol⁻¹ |
| Molare Gaskonstante exakt | R | 8.314 462 618… | J/(mol·K) |
| Molare Gaskonstante (Einheiten L·atm) exakt | R | 0.082 057 366… | L·atm/(mol·K) |
| Faraday-Konstante exakt | F | 96 485.332 12… | C/mol |
| Boltzmann-Konstante exakt | kB | 1.380 649 × 10⁻²³ | J/K |
| Planck-Konstante exakt | h | 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ | J·s |
| Elementarladung exakt | e | 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ | C |
| Lichtgeschwindigkeit im Vakuum exakt | c | 299 792 458 | m/s |
| Atommassenkonstante (1 Dalton) | u | 1.660 539 1 × 10⁻²⁷ | kg |
| Elektronenmasse | me | 9.109 383 7 × 10⁻³¹ | kg |
| Protonenmasse | mp | 1.672 621 9 × 10⁻²⁷ | kg |
| Neutronenmasse | mn | 1.674 927 5 × 10⁻²⁷ | kg |
| Standardatmosphäre exakt | atm | 101 325 | Pa |
| Molvolumen eines idealen Gases bei 0 °C und 1 atm exakt | Vm | 22.413 970 | L/mol |
| Molvolumen eines idealen Gases bei 0 °C und 100 kPa exakt | Vm | 22.710 955 | L/mol |
| Molvolumen eines idealen Gases bei 25 °C und 100 kPa exakt | Vm | 24.789 570 | L/mol |
| Absoluter Nullpunkt exakt | T0 | 0 K = −273.15 | °C |
| Ionenprodukt des Wassers | Kw | 1.0 × 10⁻¹⁴ | (25 °C) |
| Rydberg-Konstante | R∞ | 10 973 731.57 | m⁻¹ |
| Bohr-Radius | a0 | 5.291 772 1 × 10⁻¹¹ | m |
| Elektrische Feldkonstante (Vakuum-Permittivität) | ε0 | 8.854 187 8 × 10⁻¹² | F/m |
Exakte und gemessene Werte
Seit 2019 sind die SI-Einheiten dadurch definiert, dass die Werte von sieben Konstanten festgelegt wurden, darunter die Avogadro-Konstante, die Planck-Konstante, die Elementarladung und die Boltzmann-Konstante. Diese Werte sind per Definition exakt, ebenso daraus berechnete Konstanten wie R = N_A × k und F = N_A × e.
Die Massen von Elektron, Proton und Neutron werden weiterhin gemessen, daher haben ihre Werte eine kleine Unsicherheit. Sie sind hier auf acht signifikante Stellen gerundet angegeben.
Welche Gaskonstante du nutzen solltest
Verwende R = 8,314 J/(mol·K), wenn der Druck in Pascal und das Volumen in Kubikmetern angegeben ist, oder der Druck in kPa und das Volumen in Litern. Verwende R = 0,08206 L·atm/(mol·K), wenn der Druck in Atmosphären und das Volumen in Litern angegeben ist. Beide sind dieselbe Konstante in verschiedenen Einheiten.
Molvolumen und Standardbedingungen
Ein Mol eines idealen Gases nimmt bei 0 °C und 1 atm, der älteren Definition der Normbedingungen, 22,41 L ein und bei 0 °C und 100 kPa, dem aktuellen IUPAC-Standard, 22,71 L. Bei 25 °C und 100 kPa sind es 24,79 L.
FAQ
Was ist die Avogadro-Zahl?
Die Avogadro-Zahl ist 6,022 140 76 × 10²³, die Anzahl der Teilchen in einem Mol eines Stoffs. Seit 2019 ist sie per Definition exakt.
Welchen Wert hat R?
Die molare Gaskonstante R beträgt 8,314 J/(mol·K), das ist dasselbe wie 8,314 L·kPa/(mol·K) oder 0,08206 L·atm/(mol·K).
Welche Masse hat ein Proton?
Ein Proton hat eine Masse von 1,6726 × 10⁻²⁷ kg, etwa 1,0073 u. Das Neutron ist mit 1,6749 × 10⁻²⁷ kg etwas schwerer, und das Elektron ist etwa 1836-mal leichter als das Proton.