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アメデオ・アヴォガドロ(il Conte Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e Cerreto, 1776年8月9日 - 1856年7月9日)は、イタリアのトリノ出身の物理学者、化学者。「アボガドロの法則」でとくにその名が知られている。生涯トリノ近郊を離れることがほとんどなかった。

◆来歴

アヴォガドロは大学で法学と哲学を修めた。学位取得は教会法に関するものであった。大学卒業後は弁護士となり、法律事務所を開く。ところが、1800年ごろから数学と物理学に興味を覚え、自然哲学者への道を進む。トリノ科学アカデミーに送った最初の論文は1803年、電気に関するものであった。トリノからもほど近い、コモ生まれの物理学者アレッサンドロ・ボルタが最初の電池を発明してから3年後のことである。1809年にはトリノから50kmほど東に位置するヴェルチェッリ大学の物理学教授となった。アヴォガドロは精力的に研究を進め、早くも1811年にアボガドロの法則を発表する。論文の題名は『物質の基本粒子の相対的質量とこれらの化合比率を決定する一つの方法』である。しかし反響は少なかった。

トリノを含むピエモンテ地方とサルデーニャ島などを領土としていたサルデーニャ王国の国王ヴィットーリオ・エマヌエーレ1世は、1820年にイタリア初の数理物理学教室をトリノ大学に設立する。初代教授はアヴォガドロであった。トリノ大学では電気、毛管現象、比熱などの研究を進めた。しかし王の退位直後、1822年、アヴォガドロの与り知らぬ政争のため、教室は閉鎖されてしまう。しかたなく、弁護士事務所を開き、最初の仕事に戻った。1834年に数理物理学教室が再開されると再び教授となり、1850年まで留まった。研究内容は、気象学、計測学、統計学などであった。

◆ アボガドロの法則

「同温同圧のもとでは、すべての気体は同じ体積中に同数の分子を含む」というのがアボガドロの法則の基本的な内容である。1811年当時、物質が原子から構成されると主張する原子説はほとんどの化学者に共通の認識となっていた。1803年にイギリスのドルトンが原子量を初めて公開しており、近代的原子論が確立された直後であった。ドルトンは一種類の元素からなる気体は原子から構成されると信じていた。

ドルトンの主張はさまざまな実験事実を説明できたが、説明できない現象が残っていた。気体同士の反応である。例えば水素2容積と酸素1容積を化合させると必ず水蒸気2容積となる(反応前後の温度が等しい場合)。ドルトンの主張に従って、この反応を現代風に記述すると、以下のようになる。

:$\backslash rm\; H\; +\; O\; \backslash longrightarrow\; HO$

一単位の水素原子と一単位の酸素原子が結合すると、一単位の水蒸気となる。これは2対1対2という実験結果と合致しない。

アヴォガドロの主張は二つの部分からなる。まず、同単位の気体は同じ体積を占めること、次に、気体は原子ではなく、同種の原子が2つ結合した分子からなるというものである。以上から、反応式は以下のように変化する(図参照)。

:$\backslash rm\; 2H\_2\; +\; O\_2\; \backslash longrightarrow\; 2H\_2O$

分子に付いている係数は、2対1対2であり、実験結果を直接説明できた。

アヴォガドロの最初の仮説(同単位の気体は…)は1811年以前にドルトンも採用するなど、画期的とは言えなかった。しかし、2番目の分子仮説と結びつけることで真価を発揮した。アボガドロの法則は、例えば学校教育などで化学を初めて教授する際、初年度に必ずと言っていいほど扱う重要な基本法則である。しかし、アボガドロの法則は一見、古い仮説を組み合わせただけのように見えることもあり、発表後も重要性が理解されなかった(法曹界の出身故に論文の文章が難解だった事も一因と言われている)。アヴォガドロの死の直後に著わされた1858年のスタニズラオ・カニッツァーロの論文「ジェノバ大学における化学理論講義概要」、さらに1860年に開催された原子量と分子量の基準がテーマとなっていたカールスルーエ国際化学者会議でのカニッツァーロの発表を受けて、初めて再評価された。

アヴォガドロの着想は唯一無二でさえない。例えば、電流の単位として名が残るフランスの物理学者アンドレ=マリ・アンペールはアヴォガドロとは独立に1813年、同様の法則を考案している(やはり再評価前には注目されていない)。しかし、気体反応の基本法則を初めて定式化したのは、アヴォガドロである。

(*)0度、1.013×10⁵Pa(パスカル)で、1mol 6.0221×10²³個の気体分子を集めると、その種類によらず22.414 l(リットル)となる。

◆関連項目

・アボガドロ定数

・モル

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