AT?MOV? HMOTA

(zastaran? v?raz - at?mov? hmotnos?), odkazuje. vyjadren? hodnota hmotnosti at?mu

V at?mov? hmotnostn? jednotky. Zlomkov? hodnota (na rozdiel od hmotnostn?ho ??sla - celkov? po?et neutr?nov a prot?nov v at?movom jadre). A.M. izotopy jednej chemik?lie. prvky s? r?zne. Pre A. m. prirodzen?. prvky pozost?vaj?ce zo zmesi izotopov maj? priemern? hodnotu A.M. izotopy s prihliadnut?m na ich percentu?lny obsah. Tieto hodnoty sa zobrazuj? pravidelne. s?stava prvkov (s v?nimkou transur?nov?ch prvkov, pre ktor? s? uveden? hmotnostn? ??sla). A.M. ur?i? dif. met?dy; max. Najpresnej?ia je hmotnostn? spektrometria.

Koncepcia tejto veli?iny prech?dzala dlhodob?mi zmenami v s?lade so zmenami v koncepcii at?mov. Pod?a Daltonovej te?rie (1803) s? v?etky at?my toho ist?ho chemick?ho prvku toto?n? a jeho at?mov? hmotnos? je ??slo, ktor? sa rovn? pomeru ich hmotnosti k hmotnosti at?mu ur?it?ho ?tandardn?ho prvku. Okolo roku 1920 sa v?ak uk?zalo, ?e prvky nach?dzaj?ce sa v pr?rode s? dvoch typov: niektor? v skuto?nosti predstavuj? identick? at?my, zatia? ?o in? maj? at?my s rovnak?m jadrov?m n?bojom, ale r?znou hmotnos?ou; Tieto typy at?mov sa naz?vali izotopy. Daltonova defin?cia teda plat? len pre prvky prv?ho typu. At?mov? hmotnos? prvku reprezentovan?ho nieko?k?mi izotopmi je priemerom hmotnostn?ch ??sel v?etk?ch jeho izotopov, pri?om sa berie ako percento zodpovedaj?ce ich mno?stvu v pr?rode. V 19. storo?? Chemici pri ur?ovan? at?mov?ch hmotnost? ?tandardne pou??vali vod?k alebo kysl?k. V roku 1904 bola 1/16 priemernej hmotnosti...

At?mov? hmotnos?

at?mov? hmotnos?, hodnota hmotnosti at?mu vyjadren? v jednotk?ch at?movej hmotnosti (Pozri Jednotky at?movej hmotnosti). Pou?itie ?peci?lnej jednotky na meranie mun?cie je sp?soben? t?m, ?e hmotnosti at?mov s? extr?mne mal? (10 -22 -10 -24 G) a ich vyjadrenie v gramoch je nepohodln?. Jednotka amu sa pova?uje za 1/12 hmotnosti izotopu at?mu uhl?ka 12 C. Hmotnos? jednotky uhl?ka (skr?tene c.u.) sa rovn? (1,660 43 ± 0,00031) 10 -24 G. Zvy?ajne sa pri ozna?en? A. m. uv?dza ozna?enie „u. e." zn??en?.

Koncept „A. m." predstavil J. Dalton (1803). Ako prv? definoval AM Rozsiahle pr?ce na zalo?en? AM sa vykonali v prvej polovici 19. storo?ia. J. Berzelius , nesk?r Zh. S. Stas a T. W. Richards. V roku 1869 D...

At?mov? hmotnos?

?o je to "at?mov? hmotnos?"? Ako spr?vne nap?sa? toto slovo. Koncept a interpret?cia.

At?mov? hmotnos? Koncepcia tejto veli?iny prech?dzala dlhodob?mi zmenami v s?lade so zmenami v koncepcii at?mov. Pod?a Daltonovej te?rie (1803) s? v?etky at?my toho ist?ho chemick?ho prvku toto?n? a jeho at?mov? hmotnos? je ??slo, ktor? sa rovn? pomeru ich hmotnosti k hmotnosti at?mu ur?it?ho ?tandardn?ho prvku. Okolo roku 1920 sa v?ak uk?zalo, ?e prvky nach?dzaj?ce sa v pr?rode s? dvoch typov: niektor? v skuto?nosti predstavuj? identick? at?my, zatia? ?o in? maj? at?my s rovnak?m jadrov?m n?bojom, ale r?znou hmotnos?ou; Tieto typy at?mov sa naz?vali izotopy. Daltonova defin?cia teda plat? len pre prvky prv?ho typu. At?mov? hmotnos? prvku reprezentovan?ho nieko?k?mi izotopmi je priemerom hmotnostn?ch ??sel v?etk?ch jeho izotopov, pri?om sa berie ako percento zodpovedaj?ce ich mno?stvu v pr?rode. V 19. storo?? Chemici pri ur?ovan? at?mov?ch hmotnost? ?tandardne pou??vali vod?k alebo kysl?k. V roku 1904 bola za ?tandard prijat? 1/16 priemernej hmotnosti at?mu pr?rodn?ho kysl?ka (kysl?kov? jednotka) a zodpovedaj?ca stupnica sa naz?vala chemick?. Hmotnostn? spektrografick? stanovenie at?mov?ch hmotnost? sa uskuto?nilo na z?klade 1/16 hmotnosti izotopu 16O a zodpovedaj?ca stupnica sa naz?vala fyzik?lna. V 20. rokoch 20. storo?ia sa zistilo, ?e pr?rodn? kysl?k pozost?va zo zmesi troch izotopov: 16O, 17O a 18O. To vyvolalo dva probl?my. Po prv?, ukazuje sa, ?e relat?vny v?skyt pr?rodn?ch izotopov kysl?ka sa mierne l??i, ?o znamen?, ?e chemick? stupnica je zalo?en? na hodnote, ktor? nie je absol?tnou kon?tantou. Po druh?, fyzici a chemici z?skali r?zne hodnoty pre tak? deriva?n? kon?tanty, ako s? mol?rne objemy, Avogadrove ??slo at?. Rie?enie probl?mu sa na?lo v roku 1961, ke? sa 1/12 hmotnosti pova?ovala za jednotku at?movej hmotnosti (amu). izotop uhl?ka 12C (uhl?kov? jednotka). (1 amu, alebo 1D (dalton), v jednotk?ch hmotnosti SI je 1,66057x10-27 kg.) Pr?rodn? uhl?k tie? pozost?va z dvoch izotopov: 12C – 99 % a 13C – 1 %, ale sp?jaj? sa nov? hodnoty at?mov?ch hmotnost? prvkov len s prv?m z nich. V d?sledku toho sa z?skala univerz?lna tabu?ka relat?vnych at?mov?ch hmotnost?. Uk?zalo sa, ?e izotop 12C je vhodn? aj na fyzik?lne merania. MET?DY STANOVENIA At?mov? hmotnos? mo?no ur?i? bu? fyzik?lnymi alebo chemick?mi met?dami. Chemick? met?dy sa l??ia v tom, ?e v jednom ?t?diu nezah??aj? samotn? at?my, ale ich kombin?cie. Chemick? met?dy. Pod?a at?movej te?rie s? po?ty at?mov prvkov v zl??enin?ch vo vz?jomnom vz?ahu ako mal? cel? ??sla (z?kon viacn?sobn?ch pomerov, ktor? objavil Dalton). Preto je pre zl??eninu zn?meho zlo?enia mo?n? ur?i? hmotnos? jedn?ho z prvkov, pri?om pozn?me hmotnosti v?etk?ch ostatn?ch. V niektor?ch pr?padoch mo?no hmotnos? zl??eniny mera? priamo, ale zvy?ajne sa zis?uje nepriamymi met?dami. Pozrime sa na oba tieto pr?stupy. At?mov? hmotnos? Al bola ned?vno ur?en? nasledovne. Zn?me mno?stv? Al boli premenen? na dusi?nany, s?rany alebo hydroxidy a n?sledne kalcinovan? za vzniku oxidu hlinit?ho (Al2O3), ktor?ho mno?stvo bolo presne ur?en?. Zo vz?ahu medzi dvoma zn?mymi hmotnos?ami a at?mov?mi hmotnos?ami hlin?ka a kysl?ka (15.9)

Z u?ebn?ch materi?lov sa dozviete, ?e at?my niektor?ch chemick?ch prvkov sa l??ia hmotnos?ou od at?mov in?ch chemick?ch prvkov. U?ite? v?m povie, ako chemici merali hmotnos? at?mov, ktor? s? tak? mal?, ?e ich nevid?te ani elektr?nov?m mikroskopom.

T?ma: Po?iato?n? chemick? my?lienky

Lekcia: Relat?vna at?mov? hmotnos? chemick?ch prvkov

Za?iatkom 19. stor. (150 rokov po pr?ci Roberta Boyla) anglick? vedec John Dalton navrhol met?du na ur?enie hmotnosti at?mov chemick?ch prvkov. Pozrime sa na podstatu tejto met?dy.

Dalton navrhol model, pod?a ktor?ho molekula komplexnej l?tky obsahuje iba jeden at?m r?znych chemick?ch prvkov. Napr?klad veril, ?e molekula vody pozost?va z 1 at?mu vod?ka a 1 at?mu kysl?ka. Jednoduch? l?tky pod?a Daltona obsahuj? tie? len jeden at?m chemick?ho prvku. Tie. molekula kysl?ka mus? pozost?va? z jedn?ho at?mu kysl?ka.

A potom, ke? pozn?me hmotnostn? zlomky prvkov v l?tke, je ?ahk? ur?i?, ko?kokr?t sa hmotnos? at?mu jedn?ho prvku l??i od hmotnosti at?mu in?ho prvku. Dalton teda veril, ?e hmotnostn? zlomok prvku v l?tke je ur?en? hmotnos?ou jeho at?mu.

Je zn?me, ?e hmotnostn? podiel hor??ka v oxide hore?natom je 60 % a hmotnostn? podiel kysl?ka je 40 %. Pod?a Daltonovej ?vahy m??eme poveda?, ?e hmotnos? at?mu hor??ka je 1,5-kr?t v???ia ako hmotnos? at?mu kysl?ka (60/40 = 1,5):

Vedec si v?imol, ?e hmotnos? at?mu vod?ka je najmen?ia, preto?e Neexistuje ?iadna komplexn? l?tka, v ktorej by bol hmotnostn? zlomok vod?ka v???? ako hmotnostn? zlomok in?ho prvku. Preto navrhol porovna? hmotnosti at?mov prvkov s hmotnos?ou at?mu vod?ka. A t?mto sp?sobom vypo??tal prv? hodnoty relat?vnych (vzh?adom na at?m vod?ka) at?mov?ch hmotnost? chemick?ch prvkov.

At?mov? hmotnos? vod?ka bola bran? ako jednotka. A hodnota relat?vnej hmotnosti s?ry sa uk?zala by? 17. Ale v?etky z?skan? hodnoty boli bu? pribli?n? alebo nespr?vne, preto?e Vtedaj?ia experiment?lna technika bola ?aleko od dokonalosti a Daltonov predpoklad o zlo?en? l?tky bol nespr?vny.

V rokoch 1807-1817 ?v?dsky chemik Jons Jakob Berzelius vykonal rozsiahly v?skum na objasnenie relat?vnych at?mov?ch hmotnost? prvkov. Podarilo sa mu z?ska? v?sledky bl?zke modern?m.

Ove?a nesk?r ako pr?ce Berzeliusa sa hmotnosti at?mov chemick?ch prvkov za?ali porovn?va? s 1/12 hmotnosti at?mu uhl?ka (obr. 2).

Ry?a. 1. Model na v?po?et relat?vnej at?movej hmotnosti chemick?ho prvku

Relat?vna at?mov? hmotnos? chemick?ho prvku ukazuje, ko?kokr?t je hmotnos? at?mu chemick?ho prvku v???ia ako 1/12 hmotnosti at?mu uhl?ka.

Relat?vna at?mov? hmotnos? je ozna?en? Ar; nem? ?iadne mern? jednotky, preto?e ukazuje pomer hmotnost? at?mov.

Napr?klad: A r (S) = 32, t.j. at?m s?ry je 32-kr?t ?a??? ako 1/12 hmotnosti at?mu uhl?ka.

Absol?tna hmotnos? 1/12 at?mu uhl?ka je referen?nou jednotkou, ktorej hodnota je vypo??tan? s vysokou presnos?ou a je 1,66 * 10 -24 g alebo 1,66 * 10 -27 kg. T?to referen?n? hmotnos? sa naz?va at?mov? hmotnostn? jednotka (a.e.m.).

Nie je potrebn? zapam?ta? si hodnoty relat?vnych at?mov?ch hmotnost? chemick?ch prvkov, s? uveden? v akejko?vek u?ebnici alebo referen?nej knihe o ch?mii, ako aj v periodickej tabu?ke D.I. Mendelejev.

Pri v?po?te sa hodnoty relat?vnych at?mov?ch hmotnost? zvy?ajne zaokr?h?uj? na cel? ??sla.

V?nimkou je relat?vna at?mov? hmotnos? chl?ru – pre chl?r sa pou??va hodnota 35,5.

1. Zbierka ?loh a cvi?en? z ch?mie: 8. ro?n?k: k u?ebnici P.A. Orzhekovsky a ?al??.„Ch?mia, 8. ro?n?k“ / P.A. Or?ekovskij, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Pracovn? zo?it z ch?mie: 8. ro?n?k: k u?ebnici P.A. Or?ekovskij a ?al??.„Ch?mia. 8. ro?n?k“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Or?ekovskij; pod. vyd. Predn??al prof. P.A. Or?ekovskij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (s. 24-25)

3. Ch?mia: 8. ro?n?k: u?ebnica. pre v?eobecn? vzdelanie in?tit?cie / P.A. Or?ekovskij, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§10)

4. Ch?mia: inorg. ch?mia: u?ebnica. pre 8. ro?n?k. v?eobecn? vzdelanie in?tit?cie / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Vzdel?vanie, OJSC “Moskva u?ebnice”, 2009. (§§8,9)

5. Encyklop?dia pre deti. Zv?zok 17. Ch?mia / Kapitola. ed.V.A. Volodin, Ved. vedeck? vyd. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

?al?ie webov? zdroje

1. Jednotn? zbierka digit?lnych vzdel?vac?ch zdrojov ().

2. Elektronick? verzia ?asopisu „Ch?mia a ?ivot“ ().

Dom?ca ?loha

str.24-25 ?.1-7 z Pracovn?ho zo?ita z ch?mie: 8. ro?n?k: k u?ebnici P.A. Or?ekovskij a ?al??.„Ch?mia. 8. ro?n?k“ / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Or?ekovskij; pod. vyd. Predn??al prof. P.A. Or?ekovskij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Obsah ?l?nku

AT?MOV? HMOTA. Pojem tejto veli?iny pre?iel dlhodob?mi zmenami v s?lade so zmenami v po?at? at?mov. Pod?a Daltonovej te?rie (1803) s? v?etky at?my toho ist?ho chemick?ho prvku toto?n? a jeho at?mov? hmotnos? je ??slo, ktor? sa rovn? pomeru ich hmotnosti k hmotnosti at?mu ur?it?ho ?tandardn?ho prvku. Pribli?ne v roku 1920 sa v?ak uk?zalo, ?e prvky nach?dzaj?ce sa v pr?rode s? dvoch typov: niektor? v skuto?nosti predstavuj? identick? at?my, zatia? ?o in? maj? at?my s rovnak?m jadrov?m n?bojom, ale r?znou hmotnos?ou; Tieto typy at?mov sa naz?vali izotopy. Daltonova defin?cia teda plat? len pre prvky prv?ho typu. At?mov? hmotnos? prvku reprezentovan?ho nieko?k?mi izotopmi je priemerom hmotnostn?ch ??sel v?etk?ch jeho izotopov, pri?om sa berie ako percento zodpovedaj?ce ich mno?stvu v pr?rode.

V 19. storo?? Chemici pri ur?ovan? at?mov?ch hmotnost? ?tandardne pou??vali vod?k alebo kysl?k. V roku 1904 bola za ?tandard prijat? 1/16 priemernej hmotnosti at?mu pr?rodn?ho kysl?ka (kysl?kov? jednotka) a zodpovedaj?ca stupnica sa naz?vala chemick?. Hmotnostn? spektrografick? stanovenie at?mov?ch hmotnost? sa uskuto?nilo na z?klade 1/16 hmotnosti izotopu 16O a zodpovedaj?ca stupnica sa naz?vala fyzik?lna. V 20. rokoch 20. storo?ia sa zistilo, ?e pr?rodn? kysl?k pozost?va zo zmesi troch izotopov: 16 O, 17 O a 18 O. To vyvolalo dva probl?my. Po prv?, ukazuje sa, ?e relat?vny v?skyt pr?rodn?ch izotopov kysl?ka sa mierne l??i, ?o znamen?, ?e chemick? stupnica je zalo?en? na hodnote, ktor? nie je absol?tnou kon?tantou. Po druh?, fyzici a chemici z?skali r?zne hodnoty pre tak? deriva?n? kon?tanty, ako s? mol?rne objemy, Avogadrove ??slo at?. Rie?enie probl?mu sa na?lo v roku 1961, ke? sa 1/12 hmotnosti pova?ovala za jednotku at?movej hmotnosti (amu). izotop uhl?ka 12 C (uhl?kov? jednotka). (1 amu alebo 1D (dalton) v jednotk?ch hmotnosti SI je 1,66057Х10 –27 kg.) Pr?rodn? uhl?k sa tie? sklad? z dvoch izotopov: 12 C – 99 % a 13 C – 1 %, ale nov? hodnoty at?mov?ch hmotnost? prvkov s? spojen? iba s prv?m z nich. V d?sledku toho sa z?skala univerz?lna tabu?ka relat?vnych at?mov?ch hmotnost?. Uk?zalo sa, ?e izotop 12 C je vhodn? aj na fyzik?lne merania.

MET?DY STANOVENIA

At?mov? hmotnos? mo?no ur?i? bu? fyzik?lnymi alebo chemick?mi met?dami. Chemick? met?dy sa l??ia v tom, ?e v jednom ?t?diu nezah??aj? samotn? at?my, ale ich kombin?cie.

Chemick? met?dy.

Pod?a at?movej te?rie s? po?ty at?mov prvkov v zl??enin?ch vo vz?jomnom vz?ahu ako mal? cel? ??sla (z?kon viacn?sobn?ch pomerov, ktor? objavil Dalton). Preto je pre zl??eninu zn?meho zlo?enia mo?n? ur?i? hmotnos? jedn?ho z prvkov, pri?om pozn?me hmotnosti v?etk?ch ostatn?ch. V niektor?ch pr?padoch mo?no hmotnos? zl??eniny mera? priamo, ale zvy?ajne sa zis?uje nepriamymi met?dami. Pozrime sa na oba tieto pr?stupy.

At?mov? hmotnos? Al bola ned?vno ur?en? nasledovne. Zn?me mno?stv? Al boli preveden? na dusi?nany, s?rany alebo hydroxidy a n?sledne kalcinovan? na oxid hlinit? (Al 2 O 3), ktor?ho mno?stvo bolo presne ur?en?. Zo vz?ahu medzi dvoma zn?mymi hmotnos?ami a at?mov?mi hmotnos?ami hlin?ka a kysl?ka (15.9)

na?iel at?mov? hmotnos? Al. Priamym porovnan?m s at?movou hmotnos?ou kysl?ka sa v?ak daj? ur?i? at?mov? hmotnosti len nieko?k?ch prvkov. Pre v???inu prvkov boli stanoven? nepriamo anal?zou chloridov a bromidov. Po prv?, tieto zl??eniny pre mnoh? prvky mo?no z?ska? v ?istej forme a po druh?, pre ich presn? kvantitat?vne stanovenie maj? chemici k dispoz?cii citliv? analytick? met?du zalo?en? na porovn?van? ich hmotnost? s hmotnos?ou striebra. Na tento ??el presne ur?te hmotnos? analyzovan?ch zl??en?n a hmotnos? striebra potrebn? na interakciu s nimi. At?mov? hmotnos? po?adovan?ho prvku sa vypo??ta na z?klade at?movej hmotnosti striebra - referen?nej hodnoty pri tak?chto ur?ovaniach. At?mov? hmotnos? striebra (107,870) v uhl?kov?ch jednotk?ch bola stanoven? nepriamou chemickou met?dou.

Fyzik?lne met?dy.

V polovici 20. stor. Na ur?enie at?mov?ch hmotnost? existovala iba jedna fyzik?lna met?da, dnes s? najpou??vanej?ie ?tyri.

Hustota plynu.

?plne prv? fyzik?lna met?da bola zalo?en? na stanoven? hustoty plynu a na skuto?nosti, ?e v s?lade s Avogadrov?m z?konom rovnak? objemy plynov pri rovnakej teplote a tlaku obsahuj? rovnak? po?et molek?l. Ak teda ur?it? objem ?ist?ho CO 2 m? hmotnos? o 1,3753 v???iu ako rovnak? objem kysl?ka za rovnak?ch podmienok, potom by molekula CO 2 mala by? 1,3753-kr?t ?a??ia ako molekula kysl?ka (molekulov? hmotnos? O 2 = 31,998), t.j. hmotnos? molekuly CO 2 v chemickom meradle je 44,008. Ak od tejto hodnoty odpo??tame hmotnos? dvoch at?mov kysl?ka, ktor? sa rovn? 31,998, dostaneme at?mov? hmotnos? uhl?ka - 12,01. Na z?skanie presnej?ej hodnoty je potrebn? zavies? mno?stvo opr?v, ?o t?to met?du komplikuje. Napriek tomu sa s jeho pomocou podarilo z?ska? nieko?ko ve?mi cenn?ch ?dajov. Po objaven? vz?cnych plynov (He, Ne, Ar, Kr, Xe) sa teda met?da zalo?en? na meran? hustoty uk?zala ako jedin? vhodn? na ur?enie ich at?mov?ch hmotnost?.

Hmotnostn? spektroskopia.

?oskoro po prvej svetovej vojne vytvoril F. Aston prv? hmotnostn? spektroskop na presn? ur?enie hmotnostn?ch ??sel r?znych izotopov a otvoril tak nov? ?ru v hist?rii ur?ovania at?mov?ch hmotnost?. Dnes existuj? dva hlavn? typy hmotnostn?ch spektroskopov: hmotnostn? spektrometre a hmotnostn? spektrografy (t?m druh?m je napr?klad pr?stroj Aston). Hmotnostn? spektrograf je ur?en? na ?t?dium spr?vania toku elektricky nabit?ch at?mov alebo molek?l v silnom magnetickom poli. Vych?lenie nabit?ch ?ast?c v tomto poli je ?mern? pomeru ich hmotnosti k n?boju a s? zaznamenan? vo forme ?iar na fotografickej platni. Porovnan?m pol?h ?iar zodpovedaj?cich ur?it?m ?asticiam s polohou ?iary pre prvok so zn?mou at?movou hmotnos?ou je mo?n? s dostato?nou presnos?ou ur?i? at?mov? hmotnos? po?adovan?ho prvku. Dobrou ilustr?ciou met?dy je porovnanie hmotnosti molekuly CH 4 (met?n) s hmotnostn?m ??slom naj?ah?ieho izotopu kysl?ka 16 O. Rovnako nabit? met?n a i?ny 16 O s? s??asne vpusten? do komory hmotnostn?ho spektrografu a ich poloha sa zaznamen? na fotografick? plat?u. Rozdiel v polohe ich ?iar zodpoved? hmotnostn?mu rozdielu 0,036406 (na fyzickej stupnici). To je v?razne vy??ia presnos?, ako m??e poskytn?? ak?ko?vek chemick? met?da.

Ak sk?man? prvok nem? izotopy, nie je ?a?k? ur?i? jeho at?mov? hmotnos?. V opa?nom pr?pade je potrebn? ur?i? nielen hmotnos? ka?d?ho izotopu, ale aj ich relat?vne zast?penie v zmesi. T?to hodnotu nie je mo?n? ur?i? s dostato?nou presnos?ou, ?o obmedzuje pou?itie hmotnostnej spektrografickej met?dy na zis?ovanie at?mov?ch hmotnost? izotopov?ch prvkov, najm? ?a?k?ch. Ned?vno sa pomocou hmotnostnej spektrometrie podarilo s vysokou presnos?ou stanovi? relat?vnu abundanciu dvoch izotopov striebra, 107 Ag a 109 Ag. Merania boli vykonan? v N?rodnom ?rade pre ?tandardy USA. Pomocou t?chto nov?ch ?dajov a skor??ch meran? hmotnost? izotopov striebra bola objasnen? at?mov? hmotnos? pr?rodn?ho striebra. T?to hodnota sa teraz pova?uje za 107,8731 (chemick? stupnica).

Jadrov? reakcie.

Na ur?enie at?mov?ch hmotnost? niektor?ch prvkov m??eme pou?i? vz?ah medzi hmotnos?ou a energiou, ktor? z?skal Einstein. Uva?ujme reakciu bombardovania jadier 14N r?chlymi jadrami deut?ria za vzniku izotopu 15N a oby?ajn?ho vod?ka 1H:

14N + 2H = 15N + 1H+ Q

Reakcia uvo??uje energiu Q= 8 615 000 eV, ?o sa pod?a Einsteinovej rovnice rovn? 0,00948 amu. To znamen?, ?e hmotnos? 14 N + 2 H prevy?uje hmotnos? 15 N + 1 H o 0,00948 amu a ak pozn?me hmotnostn? ??sla ?ubovo?n?ch troch izotopov z??ast?uj?cich sa reakcie, m??eme n?js? hmotnos? ?tvrt?ho. Met?da umo??uje ur?i? rozdiel v hmotnostn?ch ??slach dvoch izotopov s v???ou presnos?ou ako hmotnostn? spektrografia.

R?diografia.

T?to fyzik?lna met?da m??e by? pou?it? na ur?enie at?mov?ch hmotnost? l?tok, ktor? tvoria pravideln? kry?t?lov? mrie?ku pri be?n?ch teplot?ch. Met?da je zalo?en? na vz?ahu medzi at?movou (alebo molekulovou) hmotnos?ou kry?talickej l?tky, jej hustotou, Avogadrov?m ??slom a ur?it?m koeficientom, ktor? sa ur?uje zo vzdialenost? medzi at?mami v kry?t?lovej mrie?ke. Je potrebn? vykona? presn? merania dvoch veli??n: mrie?kovej kon?tanty pomocou r?diografick?ch met?d a hustoty pomocou pyknometrie. Aplik?cia met?dy je obmedzen? ?a?kos?ami pri z?skavan? ?ist?ch dokonal?ch kry?t?lov (bez vo?n?ch miest a defektov ak?hoko?vek druhu).

Objasnenie at?mov?ch hmotnost?.

V?etky merania at?mov?ch hmotnost?, ktor? sa uskuto?nili pred viac ako 20 rokmi, boli vykonan? chemick?mi met?dami alebo met?dou zalo?enou na stanoven? hustoty plynov. Ned?vno sa ?daje z?skan? hmotnostnou spektrometriou a izotopov?mi met?dami zhoduj? s takou vysokou presnos?ou, ?e sa Medzin?rodn? komisia pre at?mov? hmotnos? rozhodla opravi? at?mov? hmotnosti 36 prvkov, z ktor?ch 18 nem? izotopy.
pozri tie?

Hromadn? ??slo. Hmotnostn? ??slo je celkov? po?et prot?nov a neutr?nov v jadre at?mu. Ozna?uje sa symbolom A.

Ke? sa hovor? o konkr?tnom at?movom jadre, zvy?ajne sa pou??va term?n nuklid a jadrov? ?astice prot?ny a neutr?ny sa s?hrnne naz?vaj? nukle?ny.

At?mov? ??slo. At?mov? ??slo prvku je po?et prot?nov v jadre jeho at?mu. Ozna?uje sa symbolom Z. At?mov? ??slo s?vis? s hmotnostn?m ??slom nasleduj?cim vz?ahom:

kde N je po?et neutr?nov v jadre at?mu.

Ka?d? chemick? prvok je charakterizovan? ?pecifick?m at?mov?m ??slom. In?mi slovami, ?iadne dva prvky nem??u ma? rovnak? at?mov? ??slo. At?mov? ??slo sa nerovn? len po?tu prot?nov v jadre at?mov dan?ho prvku, ale rovn? sa aj po?tu elektr?nov obklopuj?cich jadro at?mu. Vysvet?uje to skuto?nos?, ?e at?m ako celok je elektricky neutr?lna ?astica. Po?et prot?nov v jadre at?mu sa teda rovn? po?tu elektr?nov obklopuj?cich jadro. Toto tvrdenie neplat? pre i?ny, ktor? s?, samozrejme, nabit? ?astice.

Prv? experiment?lny d?kaz at?mov?ch ??sel prvkov* z?skal v roku 1913 Henry Moseley, ktor? pracoval v Oxforde. Pevn? kovov? ter?e bombardoval kat?dov?mi l??mi. (U? v roku 1909 Barkla a Kayi uk?zali, ?e ak?ko?vek pevn? prvok, ke? je bombardovan? r?chlym l??om kat?dov?ch l??ov, vy?aruje r?ntgenov? l??e charakteristick? pre tento prvok.) Moseley analyzoval charakteristick? r?ntgenov? l??e pomocou fotografickej z?znamovej techniky. Zistil, ?e vlnov? d??ka charakteristick?ho r?ntgenov?ho ?iarenia sa zvy?uje so zvy?uj?cou sa at?movou hmotnos?ou (hmotnos?ou) kovu a uk?zal, ?e druh? odmocnina frekvencie tohto r?ntgenov?ho ?iarenia je priamo ?mern? nejak?mu cel?mu ??slu, ktor? ozna?il symbolom Z.

Moseley zistil, ?e toto ??slo bolo pribli?ne polovi?nou hodnotou at?movej hmotnosti. Dospel k z?veru, ?e toto ??slo – at?mov? ??slo prvku – je z?kladnou vlastnos?ou jeho at?mov. Uk?zalo sa, ?e sa rovn? po?tu prot?nov v at?me dan?ho prvku. Moseley teda dal do s?vislosti frekvenciu charakteristick?ho r?ntgenov?ho ?iarenia so s?riov?m ??slom emituj?ceho prvku (Moseleyho z?kon). Tento z?kon mal ve?k? v?znam pre ustanovenie periodick?ho z?kona chemick?ch prvkov a stanovenie fyzik?lneho v?znamu at?mov?ho ??sla prvkov.

Moseleyho v?skum mu umo?nil predpoveda? existenciu troch prvkov, ktor? v tom ?ase ch?bali v periodickej tabu?ke, s at?mov?mi ??slami 43, 61 a 75. Tieto prvky boli objaven? nesk?r a boli pomenovan? techn?cium, prom?tium a r?nium.

Nuklidov? symboly. Je zvykom uv?dza? hmotnostn? ??slo nuklidu ako horn? index a at?mov? ??slo ako doln? index na?avo od symbolu prvku. Napr?klad ozna?enie 1IC znamen?, ?e tento uhl?kov? nuklid (ako v?etky ostatn? uhl?kov? nuklidy) m? at?mov? ??slo 6. Tento konkr?tny nuklid m? hmotnostn? ??slo 12. ?al?? uhl?kov? nuklid m? symbol 14C Ke??e v?etky uhl?kov? nuklidy maj? at?mov? ??slo 6, ?pecifikovan? nuklid sa ?asto p??e ako 14C alebo uhl?k-14.

Izotopy. Izotopy s? at?mov? odrody jedn?ho prvku s r?znymi vlastnos?ami. L??ia sa po?tom neutr?nov v ich jadre. Izotopy toho ist?ho prvku maj? teda rovnak? at?mov? ??slo, ale r?zne hmotnostn? ??sla. V tabu?ke Tabu?ka 1.1 ukazuje hodnoty hmotnostn?ho ??sla A, at?mov?ho ??sla Z a po?tu neutr?nov N v jadre at?mov ka?d?ho z troch izotopov uhl?ka.

Tabu?ka 1.1. Izotopy uhl?ka

Izotopick? obsah prvkov. Vo v???ine pr?padov je ka?d? prvok zmesou r?znych izotopov. Obsah ka?d?ho izotopu v takejto zmesi sa naz?va izotopov? abundancia. Napr?klad krem?k sa nach?dza v zl??enin?ch, ktor? sa vyskytuj? v pr?rode s prirodzen?m v?skytom izotopov 92,28 % 28Si, 4,67 % 29Si a 3,05 % 30Si. Upozor?ujeme, ?e celkov? v?skyt izotopov prvku mus? by? presne 100 %. Relat?vny izotopov? obsah ka?d?ho z t?chto izotopov je 0,9228, 0,0467 a 0,0305. S??et t?chto ??sel je presne 1 0000.

Jednotka at?movej hmotnosti (am.m.u.). V s??asnosti je hmotnos? nuklidu X|C akceptovan? ako ?tandard na ur?enie jednotky at?movej hmotnosti. Tento nuklid m? priraden? hmotnos? 12 0000 amu. Jednotka at?movej hmotnosti sa teda rovn? jednej dvan?stine hmotnosti tohto nuklidu. Skuto?n? hodnota jednotky at?movej hmotnosti je 1,661 Yu-27 kg. Tri z?kladn? ?astice, ktor? tvoria at?m, maj? nasleduj?ce hmotnosti:

hmotnos? prot?nov = 1,007277 amu hmotnos? neutr?nu = 1,008 665 amu hmotnos? elektr?nu = 0,000 548 6 a. jes?.

Pomocou t?chto hodn?t m??ete vypo??ta? izotopov? hmotnos? ka?d?ho konkr?tneho nuklidu. Napr?klad izotopov? hmotnos? nuklidu 3JCl je s??tom hmotnost? 17 prot?nov, 18 neutr?nov a 17 elektr?nov:

17 (1,007277 amu) + 18 (1,008665 amu) + + 17 (0,0005486 amu) = 35,289005 amu. jes?.

Presn? experiment?lne ?daje v?ak nazna?uj?, ?e hmotnos? izotopu 37C1 m? hodnotu 34,968 85 a. amu. Rozdiel medzi vypo??tan?mi a experiment?lne zisten?mi hodnotami je 0,32016 amu. Hovor? sa tomu hromadn? defekt; D?vod hromadn?ho defektu je vysvetlen? v ods. 1.3.