Физические константы для химии

Константы, которые нужны в химии: от числа Авогадро и газовой постоянной до масс протона, нейтрона и электрона, с их обозначениями, значениями и единицами.

КонстантаSymbolЗначениеЕдиница
Постоянная Авогадро точно NA 6.022 140 76 × 10²³ mol⁻¹
Универсальная газовая постоянная точно R 8.314 462 618… J/(mol·K)
Универсальная газовая постоянная (в единицах L·atm) точно R 0.082 057 366… L·atm/(mol·K)
Постоянная Фарадея точно F 96 485.332 12… C/mol
Постоянная Больцмана точно kB 1.380 649 × 10⁻²³ J/K
Постоянная Планка точно h 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s
Элементарный заряд точно e 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ C
Скорость света в вакууме точно c 299 792 458 m/s
Атомная единица массы (1 дальтон) u 1.660 539 1 × 10⁻²⁷ kg
Масса электрона me 9.109 383 7 × 10⁻³¹ kg
Масса протона mp 1.672 621 9 × 10⁻²⁷ kg
Масса нейтрона mn 1.674 927 5 × 10⁻²⁷ kg
Стандартная атмосфера точно atm 101 325 Pa
Молярный объём идеального газа при 0 °C и 1 atm точно Vm 22.413 970 L/mol
Молярный объём идеального газа при 0 °C и 100 kPa точно Vm 22.710 955 L/mol
Молярный объём идеального газа при 25 °C и 100 kPa точно Vm 24.789 570 L/mol
Абсолютный нуль точно T0 0 K = −273.15 °C
Ионное произведение воды Kw 1.0 × 10⁻¹⁴ (25 °C)
Постоянная Ридберга R∞ 10 973 731.57 m⁻¹
Боровский радиус a0 5.291 772 1 × 10⁻¹¹ m
Электрическая постоянная ε0 8.854 187 8 × 10⁻¹² F/m

Точные и измеренные значения

С 2019 года единицы СИ определяются фиксацией значений семи констант, включая постоянную Авогадро, постоянную Планка, элементарный заряд и постоянную Больцмана. Эти значения точны по определению, как и вычисляемые из них константы, например R = N_A × k и F = N_A × e.

Массы электрона, протона и нейтрона всё ещё измеряются, поэтому их значения содержат небольшую погрешность. Здесь они округлены до восьми значащих цифр.

Какую газовую постоянную использовать

Используйте R = 8,314 J/(mol·K), когда давление в паскалях, а объём в кубических метрах, или давление в kPa, а объём в литрах. Используйте R = 0,08206 L·atm/(mol·K), когда давление в атмосферах, а объём в литрах. Это одна и та же константа в разных единицах.

Молярный объём и стандартные условия

Один моль идеального газа занимает 22,41 L при 0 °C и 1 atm (прежнее определение стандартных условий) и 22,71 L при 0 °C и 100 kPa (действующий стандарт IUPAC). При 25 °C и 100 kPa он занимает 24,79 L.

Вопросы и ответы

Что такое число Авогадро?

Число Авогадро равно 6,022 140 76 × 10²³ — это число частиц в одном моле вещества. С 2019 года оно точно по определению.

Чему равно R?

Универсальная газовая постоянная R равна 8,314 J/(mol·K), что то же самое, что 8,314 L·kPa/(mol·K) или 0,08206 L·atm/(mol·K).

Какова масса протона?

Масса протона — 1,6726 × 10⁻²⁷ kg, около 1,0073 u. Нейтрон немного тяжелее — 1,6749 × 10⁻²⁷ kg, а электрон примерно в 1836 раз легче протона.