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。