06/10/2026 · VietTechies · Biên tập
Vào năm 1811, một luật sư giáo luật làm việc tại Turin đã đưa ra một khái niệm nền tảng cho ngành hóa lý: ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, các thể tích bằng nhau của bất kỳ chất khí nào đều chứa số lượng phân tử như nhau. Amedeo Avogadro, người từng tốt nghiệp ngành luật và làm việc trong bộ máy hành chính nhà nước, công bố giả thuyết này nhằm giải quyết mâu thuẫn ngày càng lớn trong nghiên cứu chất khí đầu thế kỷ 19. Theo Viện Lịch sử Khoa học (Science History Institute), đề xuất này đã cung cấp chìa khóa để tính toán khối lượng phân tử tương đối, nhưng lại bị giới khoa học thời đó ngó lơ suốt nửa thế kỷ.
Từ luật sư giáo luật đến phòng thí nghiệm ở Turin
Amedeo Avogadro sinh ra tại Turin, thành phố thuộc vùng Piedmont của Ý ngày nay, nơi cha ông – Bá tước Filippo Avogadro – là một luật sư kiêm quan chức chính quyền danh tiếng. Theo kỳ vọng của gia đình, Avogadro lấy bằng luật và bắt đầu hành nghề luật sư giáo luật. Tuy nhiên, niềm đam mê của ông dần chuyển sang khoa học tự nhiên, thúc đẩy ông tự học toán, vật lý và hóa học qua các buổi học tư. Sự kiên trì nghiên cứu đã giúp ông bước chân vào giới học thuật, rồi cuối cùng đảm nhiệm vị trí giáo sư hóa lý tại Đại học Turin.
Hòa giải mâu thuẫn giữa Gay-Lussac và Dalton
Năm 1808, nhà hóa học người Pháp Joseph Louis Gay-Lussac công bố định luật về thể tích kết hợp, chỉ ra rằng các chất khí tham gia phản ứng kết hợp với nhau theo tỷ lệ thể tích là các số nguyên đơn giản. Dù quan sát của Gay-Lussac củng cố cho các khái niệm nguyên tử chung, nhà hóa học người Anh John Dalton lại bác bỏ kết quả này vì ông không thể đưa tỷ lệ thể tích số nguyên vào mô hình nguyên tử của riêng mình. Avogadro nhận thấy các phát hiện thực nghiệm của Gay-Lussac là hoàn toàn chính xác. Ông đặc biệt chú ý đến quan sát của Gay-Lussac: ở nhiệt độ trên 100°C, thể tích hơi nước tạo thành cao gấp đôi thể tích khí oxy bị tiêu thụ — một kết quả đo lường mà các thuyết hóa học thời đó không thể giải thích.
Tỷ khối và các phân tử hai nguyên tử
Bài báo năm 1811 của Avogadro đã giải quyết bế tắc này bằng việc đề xuất rằng các đơn chất khí gồm các phân tử hợp chất chứa nhiều nguyên tử giống nhau, mà ông gọi là các phân tử nguyên tố. Ông lập luận rằng phân tử oxy bị tách thành hai nguyên tử riêng biệt trong phản ứng tạo ra hơi nước, nhờ đó một thể tích khí oxy có thể tạo ra hai thể tích hơi nước. Không những vậy, Avogadro còn chứng minh rằng ở cùng nhiệt độ và áp suất, tỷ lệ tỷ khối của hai chất khí bất kỳ bằng tỷ lệ khối lượng phân tử tương đối của chúng, mở ra phương pháp trực tiếp để xác định khối lượng phân tử.
Định kiến điện học và sự công nhận muộn màng
Mặc dù có sức giải thích rõ ràng, giả thuyết của Avogadro vẫn gặp phải những rào cản lớn về lý thuyết lẫn địa lý. Trở ngại chính là thuyết nhị nguyên đang thống trị hóa học thời bấy giờ do nhà hóa học người Thụy Điển Jöns Jakob Berzelius xướng xuất. Berzelius cho rằng các hợp chất chỉ liên kết với nhau bằng điện tích âm và dương trái dấu, khiến việc tồn tại một phân tử gồm hai nguyên tử oxy mang điện tích giống nhau dường như là điều không thể về mặt khoa học. Bên cạnh đó, Turin nằm cách xa các trung tâm khoa học lớn ở Pháp, Đức, Anh và Thụy Điển, khiến Avogadro bị cô lập khỏi các mạng lưới hóa học hàng đầu đương thời.
Nhiều thập kỷ sau khi ông qua đời, phát kiến năm 1811 của Avogadro cuối cùng mới được công nhận là định luật Avogadro, trở thành một trụ cột cốt lõi của ngành hóa lý. Nhờ thiết lập mối liên hệ toán học giữa tỷ khối chất khí và khối lượng phân tử, công thức của ông đã mở đường cho việc xác định chính xác nguyên tử khối và tiếp tục giữ vai trò thiết yếu trong hóa học hiện đại.
Ảnh minh họa do AI tạo, không phải ảnh tư liệu.
Nguồn: Amedeo Avogadro