Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro
Amedeo Avagodro’nun en ünlü hipotezi aynı basınç ve sıcaklık altında bulunan ve aynı hacme sahip olan gazların molekül sayılarının eşit olmasıdır. Bu hipotezi ilk ortaya attığında, diğer bilim insanları tarafından hipotez tamamen reddedildi ve sadece ölümünden sonra değer kazandı. Günümüzde bu hipotez Avogadro kanunu olarak bilinir. Avogadro elementlerin bireysel atomlar yerine molekül formunda da var olabileceğini fark eden ilk bilim insanıydı.
Amedeo Avogadro 9 Ağustos 1776 tarihinde Torino, İtalya’da dünyaya geldi. Avogadro aristokrat bir aileden gelmekteydi. Babası Filippo Avogadro Kont sıfatı olan bir sulh yargıcı ve Piedmont senatörüydü (1768). Daha sonra babası, 1777’de Vittorio Amedeo III senatosuna genel başkan yardımcılığına atandı ve 1799’da Fransız yönetimi altında senato başkanlığına getirildi. Annesi Anna Maria Vercellone di Bialla ise bir asilzadeydi. Amedeo Avogadro, Kont unvanını babasından miras aldı. Aslında, Amedeo Avogadro’nun tam adı, Kont Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro di Quaregna e di Cerreto’dur.
Avogadro oldukça akıllı bir gençti. 1796’da yalnızca 20 yaşındayken kilise kanunu ile ilgili doktorasını yaptı ve dini bir avukat olarak çalışmaya başladı. Hukuk alanında çalışarak aile geleneğini devam ettirse bile hukuk konularına olan ilgisini yavaş yavaş kaybetti. Bilimin entelektüel olarak daha uyarıcı ve ilham verici olduğunu düşünmeye başlamıştı ve sonrasında ise bilime yönelmişti. Matematik ve fizik onun mantıksal olarak ilgisini çekmişti. Bu konuları incelemek için gittikçe daha fazla zaman harcamaya başlayan Avogadro, çalışmalarını yaparken önde gelen matematiksel fizikçi Profesör Vassalli Eandi’den yardım aldı.
1818 yılında Biella’nın Piedmont kasabasında bulunan Felicita Mazzé ile evlendi ve çiftin altı çocuğu oldu. Avogadro mütevazi ve çalışkan bir hayat sürdü. 1803’te kardeşi Felice ile birlikte Avogadro, tuz solüsyonlarının elektriksel davranışına bakan ilk bilimsel makalesini yayınladı. Bu son teknoloji idi: Avogadro gibi İtalyan bilim insanı Alessandro Volta, yalnızca üç yıl önce ilk kez elektrikli bataryayı bulmuştu. 1806 yılında 30 yaşındayken Avogadro başarılı hukuk uygulamalarını bıraktı ve Torino Akademisi’nde matematik ve fizik öğretmeye başladı. 1809’da ailenin mülkünün bulunduğu Vercelli Akademisi’nde (günümüzde Doğu Piedmont Üniversitesi) doğal felsefe profesörü oldu. Avogadro, Gay-Lussac’ın toplam hacim yasasından büyük ölçüde etkilendi. 1811’de Journal de Physique’e 14 Temmuz 1811’de yayınlanan Chimie et d’Histoire Naturelle gazetesine bir bildiri sundu. Makalenin başlığı, vücudun temel moleküllerinin göreli kütlelerinin ve bunların bileşiklerdeki oranlarının tanımlanması hakkında bir makale anlamına gelen “Essai d’une manière de déterminer les masses relatives des molécules élémentaires des corps, et les proportions selon lesquelles elles entrent dans ces combinaisons” idi. Bu yazıda, normalde serbest bir halde bulunan en küçük partikül için molekül kelimesini buldu ve sonrasında Avogadro kanunu önerdi.
1820 yılında Avogadro, Torino Üniversitesi’ne matematiksel fizik profesörü olarak atandı fakat ne yazık ki görev değişikliği siyasi kargaşalardan dolayı çok kısa sürdü ve 1822 Temmuz’u itibariyle işini kaybetti. Bu görev 1832’de Augustin-Louis Cauchy için yeniden açıldı ve Cauchy 1834’te ayrıldıktan sonra Avogadro, Sardinya kralı Carlo Alberto Amedeo di Savoia tarafından yeniden atandı. 74 yaşında 1850’de emekli olana kadar bu görevi sürdürdü.
Avogadro’nun en kapsamlı çalışması, 1837’den 1841’e kadar yayınlanan dört ciltli teorik fizik üzerine yaklaşık 4000 sayfalık bir kitap olan Fisica dei corpi ponderabili adlı tezi idi. Avogadro bu kitabı muhtemelen kendisini Savoy Sivil Savaşı’nda şövalye ilan ettiği ve üniversitede ki görevini geri verdiği için krala ithaf etmiştir.
Amedeo Avogadro 9 Temmuz 1856’da Torino’da 79 yaşında öldü. Quaregna mezarlığına gömüldü.
Avogadro’nun Bilime Katkıları
1800’lerin başında bilim insanlarının şu anda atomlar ve moleküller olarak adlandırdıkları parçacıklar hakkındaki fikirleri çok sınırlı ve genellikle yanlıştı. Avogadro, temel parçacıkların nasıl davrandıklarını ve kimyasal bileşikler oluşturmak için nasıl bir araya geldiklerini bulmaya çalışıyordu. Bu bağlamda iki bilim insanının çalışmasını incelemişti:
- John Dalton
1808’de John Dalton, atom teorisini, tüm maddenin atomlardan oluştuğunu öne sürerek yayınladı. Ayrıca, bir elementin tüm atomlarının aynı olduğunu ve farklı elementlerin atomlarının farklı kütlelere sahip olduğunu belirtti. Bunu yaparken, Dalton kimyayı yeni bir düzeye taşıdı. Fakat aynı zamanda elementlerin bileşikler oluşturmak için yaptıkları birleşim şekilleri hakkında da hata yaptı. Örneğin, suyun bir hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluştuğunu düşünerek HO olarak yazdı; bugün bliyoruz ki su her oksijene karşılık iki hidrojen içerir ve H2O olarak yazılır. Ve aslında Avogadro bunu anlamıştı.
- Joseph Gay-Lussac
1809 yılında Joseph Gay-Lussac, toplam hacim yasasını yayınladı. İki litre hidrojen gazı bir litre oksijen gazı ile reaksiyona girdiğinde iki litre gazlı su oluşturduğunu fark etmişti. Kullandığı tüm gazlar basit hacim oranlarında reaksiyon veriyormuş gibi görünüyordu.
Avogadro’nun Hipotezleri
Avogadro 1811’de Journel de Physique ‘de bir makale yayınladı. Gay-Lussac’ın gaz reaksiyonları gözlemleri için en iyi açıklamanın, aynı sıcaklık ve basınçtaki eşit gaz hacimlerinin eşit sayıda molekül içermesi olduğunu söyledi. Bu günümüzde Avogadro kanunu olarak bilinir.
Avogadro’ya göre iki litre hidrojenin bir litre oksijen ile reaksiyon vererek iki litre gaz halindeki suyun oluşmasının sebebi mevcut parçacıkların sayısının azalmasıyla birlikte hacmin de azalmasıdır. Bu nedenle kimyasal reaksiyon şu şekilde olmalıdır:
2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g)
Bu gözlemlerin bir sonucu olarak Avogadro, elementlerin bireysel atomlar yerine moleküller olarak var olabileceğinin farkına varan ilk bilim insanı oldu. Örneğin çevremizdeki oksijenin, iki oksijen atomunun birbirine bağlı olduğu bir molekül olarak var olduğunu fark etti. Aynı alanda çalışan diğer bilim insanları, Dalton gibi, tüm elementlerin tek atom olarak var olduğu halde sadece bileşiklerin molekül oluşturabileceğine inanıyordu.
1815 yılında Journal de Physique’de atomların kütlelerinin ve bileşiklerinin ve gaz yoğunluklarının tartışıldığı bir makale ve 1821’de Torino Üniversitesi’nde profesörlük yaparken atomların kütlelerini ve bileşim oranlarını inceleyen başka bir makale yayınladı. 1837 ve 1841 yılları arasında da 4 ciltlik bir fizik kitabı yayınladı.
Avogadro’nun bulguları, Stanislao Cannizzaro’nun Avogadro’nun ölümünden dört yıl sonra, 1860’da Karlsruhe Konferansı’na sununcaya kadar neredeyse tamamen ihmal edildi. Bu konferans, atomlar, moleküller ve kütleleri hakkında var olan bilimsel karışıklıkların giderilmesi için düzenlenmişti. Cannizarro’nun çalışmalarını sunmasından sonra bile yine de tüm bilim insanları bu konuda hem fikir olamadılar. Cannizarro’nun güçlü savunmasıyla beraber bir on yıl daha geçtikten sonra Avogadro’nun hipotezi daha yaygın bir hale geldi ve en sonunda Avogadro kanunu olarak kabul gördü.
Bugün Avogadro, atomik-moleküler kimyanın kurucularından biri olarak görülmektedir.
Avogadro Sabiti
Bu sabit kimyadaki en önemli sayılardan birisidir; 6.02214129×1023. Avogadro bu sayıyı hesaplamadı, ancak varlığı mantıksal olarak hipotezlerinden ve eserlerinden geldi. Avogadro sabiti, herhangi bir maddenin bir molünde bulunan parçacıkların (atomlar veya moleküller) sayısıdır. Örneğin, 12 gram karbon 6.02214129×1023 karbon atomu içerir.
Doğal bilimler konusundaki çalışmalarım, özellikle atom dünyasına bakan fizik bölümünü içeriyor: Moleküllerin özellikleri, hareketlerinde yer alan kuvvetler, farklı maddelerin ısı kapasiteleri, gazların ısı ile genleşmesi, gazların yoğunluğu ve basıncı.
Amedeo Avogadro (1776-1856)
