化學常用物理常數
化學中需要的常數,從亞佛加厥常數和氣體常數到質子、中子和電子的質量,附符號、數值和單位。
| 常數 | Symbol | 數值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 亞佛加厥常數 精確值 | NA | 6.022 140 76 × 10²³ | mol⁻¹ |
| 莫耳氣體常數 精確值 | R | 8.314 462 618… | J/(mol·K) |
| 莫耳氣體常數(L·atm 單位) 精確值 | R | 0.082 057 366… | L·atm/(mol·K) |
| 法拉第常數 精確值 | F | 96 485.332 12… | C/mol |
| 波茲曼常數 精確值 | kB | 1.380 649 × 10⁻²³ | J/K |
| 普朗克常數 精確值 | h | 6.626 070 15 × 10⁻³⁴ | J·s |
| 基本電荷 精確值 | e | 1.602 176 634 × 10⁻¹⁹ | C |
| 真空中的光速 精確值 | c | 299 792 458 | m/s |
| 原子質量常數(1 道耳頓) | u | 1.660 539 1 × 10⁻²⁷ | kg |
| 電子質量 | me | 9.109 383 7 × 10⁻³¹ | kg |
| 質子質量 | mp | 1.672 621 9 × 10⁻²⁷ | kg |
| 中子質量 | mn | 1.674 927 5 × 10⁻²⁷ | kg |
| 標準大氣壓 精確值 | atm | 101 325 | Pa |
| 理想氣體在 0 °C 和 1 atm 下的莫耳體積 精確值 | Vm | 22.413 970 | L/mol |
| 理想氣體在 0 °C 和 100 kPa 下的莫耳體積 精確值 | Vm | 22.710 955 | L/mol |
| 理想氣體在 25 °C 和 100 kPa 下的莫耳體積 精確值 | Vm | 24.789 570 | L/mol |
| 絕對零度 精確值 | T0 | 0 K = −273.15 | °C |
| 水的離子積 | Kw | 1.0 × 10⁻¹⁴ | (25 °C) |
| 芮得柏常數 | R∞ | 10 973 731.57 | m⁻¹ |
| 波耳半徑 | a0 | 5.291 772 1 × 10⁻¹¹ | m |
| 真空電容率 | ε0 | 8.854 187 8 × 10⁻¹² | F/m |
精確值與測量值
自 2019 年起,國際單位制(SI)是透過固定七個常數的值來定義的,其中包括亞佛加厥常數、普朗克常數、基本電荷和波茲曼常數。這些值依定義是精確的,由它們算出的常數也是,如 R = N_A × k 和 F = N_A × e。
電子、質子和中子的質量仍是測量得來的,所以數值帶有微小的不確定度。這裡四捨五入到八位有效數字顯示。
該使用哪個氣體常數
當壓力以帕斯卡、體積以立方公尺表示,或壓力以 kPa、體積以公升表示時,使用 R = 8.314 J/(mol·K)。當壓力以大氣壓、體積以公升表示時,使用 R = 0.08206 L·atm/(mol·K)。兩者是同一個常數的不同單位。
莫耳體積與標準狀況
一莫耳理想氣體在 0 °C 和 1 atm(STP 較舊的定義)下佔 22.41 L,在 0 °C 和 100 kPa(目前的 IUPAC 標準)下佔 22.71 L。在 25 °C 和 100 kPa 下佔 24.79 L。
常見問題
什麼是亞佛加厥數?
亞佛加厥數是 6.022 140 76 × 10²³,即一莫耳物質中的粒子數。自 2019 年起,它依定義是精確值。
R 的值是多少?
莫耳氣體常數 R 是 8.314 J/(mol·K),也就是 8.314 L·kPa/(mol·K) 或 0.08206 L·atm/(mol·K)。
質子的質量是多少?
質子的質量是 1.6726 × 10⁻²⁷ kg,約 1.0073 u。中子稍重,為 1.6749 × 10⁻²⁷ kg,而電子大約比質子輕 1,836 倍。