화학에 쓰이는 물리 상수

아보가드로 수와 기체 상수부터 양성자, 중성자, 전자의 질량까지 화학에 필요한 상수를 기호, 값, 단위와 함께 정리했습니다.

상수	Symbol	값	단위
아보가드로 상수 정확한 값	N_A	6.022 140 76 × 10²³	mol⁻¹
몰 기체 상수 정확한 값	R	8.314 462 618…	J/(mol·K)
몰 기체 상수(L·atm 단위) 정확한 값	R	0.082 057 366…	L·atm/(mol·K)
패러데이 상수 정확한 값	F	96 485.332 12…	C/mol
볼츠만 상수 정확한 값	k_B	1.380 649 × 10⁻²³	J/K
플랑크 상수 정확한 값	h	6.626 070 15 × 10⁻³⁴	J·s
기본 전하 정확한 값	e	1.602 176 634 × 10⁻¹⁹	C
진공에서의 빛의 속력 정확한 값	c	299 792 458	m/s
원자 질량 상수(1 돌턴)	u	1.660 539 1 × 10⁻²⁷	kg
전자의 질량	m_e	9.109 383 7 × 10⁻³¹	kg
양성자의 질량	m_p	1.672 621 9 × 10⁻²⁷	kg
중성자의 질량	m_n	1.674 927 5 × 10⁻²⁷	kg
표준 대기압 정확한 값	atm	101 325	Pa
0 °C, 1 atm에서 이상 기체의 몰 부피 정확한 값	V_m	22.413 970	L/mol
0 °C, 100 kPa에서 이상 기체의 몰 부피 정확한 값	V_m	22.710 955	L/mol
25 °C, 100 kPa에서 이상 기체의 몰 부피 정확한 값	V_m	24.789 570	L/mol
절대 영도 정확한 값	T₀	0 K = −273.15	°C
물의 이온곱	K_w	1.0 × 10⁻¹⁴	(25 °C)
뤼드베리 상수	R_∞	10 973 731.57	m⁻¹
보어 반지름	a₀	5.291 772 1 × 10⁻¹¹	m
진공 유전율	ε₀	8.854 187 8 × 10⁻¹²	F/m

정확한 값과 측정값

2019년부터 SI 단위는 아보가드로 상수, 플랑크 상수, 기본 전하, 볼츠만 상수를 포함한 일곱 가지 상수의 값을 고정하여 정의됩니다. 이 값들은 정의상 정확하며, R = N_A × k, F = N_A × e처럼 이로부터 계산한 상수도 마찬가지입니다.

전자, 양성자, 중성자의 질량은 여전히 측정값이므로 약간의 불확도가 있습니다. 여기에는 유효 숫자 여덟 자리로 반올림하여 표시했습니다.

압력을 파스칼, 부피를 세제곱미터로 쓰거나 압력을 kPa, 부피를 리터로 쓸 때는 R = 8.314 J/(mol·K)을 사용하세요. 압력을 기압, 부피를 리터로 쓸 때는 R = 0.08206 L·atm/(mol·K)을 사용하세요. 둘은 단위만 다른 같은 상수입니다.

이상 기체 1몰은 예전 STP 정의인 0 °C, 1 atm에서 22.41 L를, 현재 IUPAC 표준인 0 °C, 100 kPa에서 22.71 L를 차지합니다. 25 °C, 100 kPa에서는 24.79 L를 차지합니다.

아보가드로 수란 무엇인가요?

아보가드로 수는 6.022 140 76 × 10²³으로, 물질 1몰에 들어 있는 입자의 수입니다. 2019년부터는 정의상 정확한 값입니다.

R의 값은 얼마인가요?

몰 기체 상수 R은 8.314 J/(mol·K)이며 8.314 L·kPa/(mol·K), 0.08206 L·atm/(mol·K)과 같습니다.

양성자의 질량은 얼마인가요?

양성자의 질량은 1.6726 × 10⁻²⁷ kg으로 약 1.0073 u입니다. 중성자는 1.6749 × 10⁻²⁷ kg으로 조금 더 무겁고, 전자는 양성자보다 약 1,836배 가볍습니다.