Фізичні сталі для хімії

Сталі, потрібні в хімії, від числа Авогадро та газової сталої до мас протона, нейтрона й електрона, з їхніми символами, значеннями та одиницями.

СталаSymbolЗначенняОдиниця
Стала Авогадро точно NA 6.022 140 76 × 10²³ mol⁻¹
Молярна газова стала точно R 8.314 462 618… J/(mol·K)
Молярна газова стала (в одиницях L·atm) точно R 0.082 057 366… L·atm/(mol·K)
Стала Фарадея точно F 96 485.332 12… C/mol
Стала Больцмана точно kB 1.380 649 × 10⁻²³ J/K
Стала Планка точно h 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ J·s
Елементарний заряд точно e 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ C
Швидкість світла у вакуумі точно c 299 792 458 m/s
Стала атомної маси (1 дальтон) u 1.660 539 1 × 10⁻²⁷ kg
Маса електрона me 9.109 383 7 × 10⁻³¹ kg
Маса протона mp 1.672 621 9 × 10⁻²⁷ kg
Маса нейтрона mn 1.674 927 5 × 10⁻²⁷ kg
Стандартна атмосфера точно atm 101 325 Pa
Молярний об’єм ідеального газу за 0 °C і 1 atm точно Vm 22.413 970 L/mol
Молярний об’єм ідеального газу за 0 °C і 100 kPa точно Vm 22.710 955 L/mol
Молярний об’єм ідеального газу за 25 °C і 100 kPa точно Vm 24.789 570 L/mol
Абсолютний нуль точно T0 0 K = −273.15 °C
Іонний добуток води Kw 1.0 × 10⁻¹⁴ (25 °C)
Стала Рідберга R∞ 10 973 731.57 m⁻¹
Радіус Бора a0 5.291 772 1 × 10⁻¹¹ m
Електрична стала (діелектрична проникність вакууму) ε0 8.854 187 8 × 10⁻¹² F/m

Точні та виміряні значення

Від 2019 року одиниці СІ визначають фіксацією значень семи сталих, зокрема сталої Авогадро, сталої Планка, елементарного заряду та сталої Больцмана. Ці значення точні за означенням, як і сталі, обчислені з них, наприклад R = N_A × k і F = N_A × e.

Маси електрона, протона й нейтрона досі вимірюють, тому їхні значення мають невелику похибку. Тут їх округлено до восьми значущих цифр.

Яку газову сталу використовувати

Використовуйте R = 8.314 J/(mol·K), коли тиск у паскалях, а об’єм у кубічних метрах, або тиск у kPa, а об’єм у літрах. Використовуйте R = 0.08206 L·atm/(mol·K), коли тиск в атмосферах, а об’єм у літрах. Обидві — та сама стала в різних одиницях.

Молярний об’єм і стандартні умови

Один моль ідеального газу займає 22.41 L за 0 °C і 1 atm, за старішим визначенням STP, і 22.71 L за 0 °C і 100 kPa, за чинним стандартом IUPAC. За 25 °C і 100 kPa він займає 24.79 L.

Часті запитання

Що таке число Авогадро?

Число Авогадро — 6.022 140 76 × 10²³, кількість частинок в одному молі речовини. Від 2019 року воно точне за означенням.

Яке значення R?

Молярна газова стала R дорівнює 8.314 J/(mol·K), що те саме, що 8.314 L·kPa/(mol·K) або 0.08206 L·atm/(mol·K).

Яка маса протона?

Протон має масу 1.6726 × 10⁻²⁷ kg, близько 1.0073 u. Нейтрон трохи важчий, 1.6749 × 10⁻²⁷ kg, а електрон приблизно в 1,836 разів легший за протон.