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.
| Константа | Symbol | Значение | Единица |
|---|---|---|---|
| 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.