アボガドロの法則

1808年、ジョゼフ・ルイ・ゲイ＝リュサックはフィロマティック協会で、気体どうしが結びつくときの体積を発表した。酸素100に水素200、塩化水素100にアンモニア100、窒素100に水素300。比はいつも1対1、1対2、1対3という簡単な整数になった。今の化学反応式で書けば、これは係数の比そのものである。

反応のあとの体積の縮み方も、気体によって違った。1809年に出た論文によると、窒素と水素からできたアンモニアは、もとの2つを合わせた体積の半分に縮む。ところが、窒素と酸素を同じ体積ずつ合わせた一酸化窒素は、縮まずに合計の体積のままだった。

これは奇妙である。同じ体積に同じ数の粒が入っていると考えると、窒素の粒と酸素の粒が1つずつ結びつく一酸化窒素は、もとの1体積分しかできないはずだ。では、1と1からなぜ2が生まれるのか。アメデオ・アボガドロは1811年、『ジュルナル・ド・フィジック』に載せた論文で、どの気体でも同じ体積には同じ数の分子が入っていると考えた。そのうえで、単体の気体の分子はいくつかの粒が結びついたもので、反応するときに半分ずつに分かれるとした。窒素と酸素の分子がそれぞれ2つに割れて組み替われば、1体積と1体積から2体積ができる。

しかし、この仮説が広く認められたのは、半世紀近くあとだった。1860年、ドイツのカールスルーエで最初の国際化学会議が開かれ、アボガドロの仮説から原子量を決める道筋を示したスタニズラオ・カニッツァーロの講義の概要が配られた。その考えは、10年ほどで化学者に広まった。