Massorna av atomer och molekyler ?r mycket sm?, s? det ?r bekv?mt att v?lja massan av en av atomerna som en m?ttenhet och uttrycka massorna av de ?terst?ende atomerna i f?rh?llande till den. Detta ?r precis vad grundaren av atomteorin Dalton gjorde, som sammanst?llde en tabell ?ver atommassor, som tog en v?teatoms massa som en enhet.

Fram till 1961, i fysik, togs 1/16 av massan av en syreatom 16 O som en atommassaenhet (f?rkortat amu), och i kemi - 1/16 av den genomsnittliga atommassan av naturligt syre, vilket ?r en blandning av tre isotoper. Den kemiska massenheten var 0,03 % st?rre ?n den fysiska.

F?r n?rvarande har ett enhetligt m?tsystem antagits inom fysik och kemi. 1/12 av massan av kolatomen 12C v?ljs som standardenhet f?r atommassa.

1 amu \u003d 1/12 m (12 C) \u003d 1,66057 x 10 -27 kg \u003d 1,66057 x 10 -24 g.

DEFINITION

Relativ atommassa f?r ett grund?mne (A r)- detta ?r en dimensionsl?s m?ngd som ?r lika med f?rh?llandet mellan medelmassan av en grund?mnesatom och 1/12 av massan av en atom 12 C.

Vid ber?kning av den relativa atommassan tas h?nsyn till m?ngden isotoper av element i jordskorpan. Till exempel har klor tv? isotoper 35 Cl (75,5%) och 37 Cl (24,5%). Den relativa atommassan av klor ?r:

A r (Cl) \u003d (0,755 x m (35 Cl) + 0,245 x m (37 Cl)) / (1/12 x m (12 C) = 35,5.

Av definitionen av relativ atommassa f?ljer att den genomsnittliga absoluta massan f?r en atom ?r lika med den relativa atommassan g?nger amu:

m(Cl) = 35,5 x 1,66057 x 10-24 = 5,89 x 10-23 g.

Exempel p? probleml?sning

EXEMPEL 1

EXEMPEL 2

atomisk massa, relativ atommassa(f?r?ldrat namn - atomvikt) - v?rdet av en atoms massa, uttryckt i atommassaenheter. F?r n?rvarande antas atommassaenheten vara 1/12 av massan av en neutral atom av den vanligaste isotopen av kol 12C, s? atommassan f?r denna isotop ?r per definition exakt 12. F?r vilken annan isotop som helst, atommassan ?r inte ett heltal, ?ven om det ?r n?ra masstalet f?r denna isotop (dvs det totala antalet nukleoner - protoner och neutroner - i dess k?rna). Skillnaden mellan atommassan f?r en isotop och dess massatal kallas mass?verskottet (vanligtvis uttryckt i MeV). Det kan vara b?de positivt och negativt; Anledningen till dess f?rekomst ?r det olinj?ra beroendet av k?rnornas bindningsenergi p? antalet protoner och neutroner, s?v?l som skillnaden i massan av protonen och neutronen.

Atommassans beroende av masstalet ?r som f?ljer: ?verskottsmassan ?r positiv f?r v?te-1, med ?kande massantal minskar den och blir negativ tills ett minimum uppn?s f?r j?rn-56, sedan b?rjar den v?xa och ?kar till positiva v?rden f?r tunga nuklider. Detta motsvarar det faktum att klyvning av k?rnor som ?r tyngre ?n j?rn frig?r energi, medan klyvning av l?tta k?rnor kr?ver energi. Tv?rtom frig?r fusion av k?rnor som ?r l?ttare ?n j?rn energi, medan fusion av element tyngre ?n j?rn kr?ver ytterligare energi.

Atommassan f?r ett kemiskt element (?ven "genomsnittlig atommassa", "standardatommassa") ?r den v?gda medelatommassan f?r alla stabila isotoper av ett givet kemiskt element, med h?nsyn till deras naturliga f?rekomst i jordskorpan och atmosf?ren. Det ?r denna atommassa som presenteras i det periodiska systemet, den anv?nds i st?kiometriska ber?kningar. Atommassan f?r ett grund?mne med ett st?rt isotopf?rh?llande (till exempel berikat i n?gon isotop) skiljer sig fr?n standarden.

Molekylvikten mo f?r en kemisk f?rening ?r summan av atommassorna f?r de grund?mnen som utg?r den, multiplicerad med de st?kiometriska koefficienterna f?r elementen enligt den kemiska formeln f?r f?reningen. Str?ngt taget ?r massan av en molekyl mindre ?n massan av dess ing?ende atomer med ett v?rde lika med molekylens bindningsenergi. Denna massdefekt ?r dock 9–10 storleksordningar mindre ?n molekylens massa och kan f?rsummas.

Definitionen av en mol (och Avogadros antal) ?r vald s? att massan av en mol av ett ?mne (molmassa), uttryckt i gram, ?r numeriskt lika med atommassan (eller molekylmassan f?r det ?mnet). Till exempel ?r j?rnets atommassa 55,847. D?rf?r inneh?ller en mol j?rnatomer (det vill s?ga deras antal lika med Avogadros antal, 6.022 1023) 55.847 gram.

Direkt j?mf?relse och m?tning av massorna av atomer och molekyler utf?rs med masspektrometriska metoder.
Ber?ttelse
Fram till 1960-talet best?mdes atommassan s? att isotopen oxygen-16 hade en atommassa p? 16 (syreskala). Men f?rh?llandet mellan syre-17 och syre-18 i naturligt syre, som ocks? anv?ndes vid atommassaber?kningar, resulterade i tv? olika tabeller ?ver atommassor. Kemister anv?nde en skala baserad p? det faktum att en naturlig blandning av syreisotoper b?r ha en atommassa p? 16, medan fysiker tilldelade samma antal 16 till atommassan av den mest f?rekommande syreisotopen (med ?tta protoner och ?tta neutroner).
Wikipedia

Massorna av atomer och molekyler ?r mycket sm?, s? det ?r bekv?mt att v?lja massan av en av atomerna som en m?ttenhet och uttrycka massorna av de ?terst?ende atomerna i f?rh?llande till den. Detta ?r precis vad grundaren av atomteorin Dalton gjorde, som sammanst?llde en tabell ?ver atommassor, som tog en v?teatoms massa som en enhet.

Fram till 1961 togs inom fysiken 1/16 av massan av en syreatom 16O som en atommassaenhet (f?rkortat amu), och i kemi, 1/16 av den genomsnittliga atommassan av naturligt syre, som ?r en blandning av tre isotoper. Den kemiska massenheten var 0,03 % st?rre ?n den fysiska.

F?r n?rvarande har ett enhetligt m?tsystem antagits inom fysik och kemi. 1/12 av massan av 12C-kolatomen valdes som standardenhet f?r atommassa.

1 amu \u003d 1/12 m (12 C) \u003d 1,66057 x 10-27 kg \u003d 1,66057 x 10-24 g.

Vid ber?kning av den relativa atommassan tas h?nsyn till m?ngden isotoper av element i jordskorpan. Till exempel har klor tv? isotoper 35Cl (75,5%) och 37Cl (24,5%). Den relativa atommassan av klor ?r:

Ar(Cl) = (0,755xm(35Cl) + 0,245xm(37Cl))/(1/12xm(12C) = 35,5.

Av definitionen av relativ atommassa f?ljer att den genomsnittliga absoluta massan f?r en atom ?r lika med den relativa atommassan g?nger amu:

m(Cl) = 35,5 x 1,66057 x 10-24 = 5,89 x 10-23 g.

Exempel p? probleml?sning

Relativa atom- och molekylmassor

Denna minir?knare ?r utformad f?r att ber?kna atommassan av element.

Atomisk massa(?ven kallad relativ atommassa) ?r v?rdet av massan av en atom av ett ?mne. Relativ atommassa uttrycks i enheter av atommassa. Relativ atommassa s?rskiljande(Sann) vikt atom. Samtidigt ?r den faktiska massan av en atom f?r liten och d?rf?r ol?mplig f?r praktisk anv?ndning.

Atommassan hos ett ?mne p?verkar m?ngden protoner och neutroner i en atoms k?rna.

Elektronernas massa ignoreras eftersom den ?r mycket liten.

F?r att best?mma atommassan f?r ett ?mne m?ste du ange f?ljande information:

• Antal protoner- hur m?nga protoner finns i ett ?mnes k?rna;
• Antal neutroner Hur m?nga neutroner finns i materiens k?rna.

Baserat p? dessa data kommer kalkylatorn att ber?kna ?mnets atommassa, uttryckt i enheter av atommassa.

Tabell ?ver kemiska grund?mnen och deras atommassa v?te H 1,0079 nickel Det finns inget 58,70 helium han 4,0026 bagare Cu 63,546 litium Li 6941 zink Zn 65,38 beryllium att vara 9,01218 Gallien Georgien 69,72 Bor P? 10,81 Tyskland G.E. 72,59 kol FR?N 12,011 arsenik hur 74,9216 kv?ve N 14,0067 selen ?r 78,96 syre handla om 15,9994 Brom brom 79904 fluorid F 18,99840 krypton Cr 83,80 neon inte 20,179 rubidium Rb 85,4678 natrium p? 22,98977 strontium raderas 87,62 magnesium mg 24,305 yttrium Y 88,9059 aluminium Al 26,98154 zirkonium Zr 91,22 niob Obs 92,9064 Nobel inte 255 molybden Mo 95,94 Lawrence lr 256 teknetium Ts 98,9062 Kurchatovy ka 261 rutenium Ru 101,07 * * * rodium rhesus 102.9055 * * * palladium Pd 106,4 * * * silver- Ag 107 868 * * * silikon du 28,086 kadmium CD 112,40 fosfor P 30,97376 Indien 114,82 svavel 32,06 tenn sn 118,69 klor Cl 35,453 antimon Sb 121,75 argon Arkansas 39,948 tellur dessa 127,60 kalium Till 39,098 jod jag 126,904 kalcium Kalifornien 40,08 xenon Xe 131,30 skandium South Carolina 44,9559 cesium Cs 132.9054 Titan dessa 47,90 barium ba 137,34 vanadin 50,9414 lantan la 138.9055 krom Cr 51,996 cerium Ce 140,12 mangan Minnesota 54,9380 Praseodim Pr 140.9077 j?rn Fe 55,847 Jag g?r inte Nd 144,24 kobolt Co. 58,9332 prometium kv?llar Samaria sm 150,4 vismut skulle 208.9804 europium europeiska unionen 151,96 Polonium efter 209 gadolinium G-d 157,25 ASTAT i 210 terbium Tb 158.9254 radon Rn 222 dysprosium du $ 16,50 Frankrike fr 223 Holmium Hall? 164.9304 radie R 226.0254 erbium Eh 167,26 aktinium v?xelstr?m 227 thulium Tm 168.9342 torium th 232.0381 ytterbium Yb 173,04 protaktinium Pennsylvania 231.0359 Lutetia Lu 174,97 Uranus U 238,029 hafnium h?g frekvens 178,49 neptunium Np 237.0482 tantal detta ?r 180.9479 plutonium Pu 244 volfram W 183,85 Amerika Am 243 renium re 186,207 curie centimeter 247 osmium OS 190,2 Berkeley B.K. 247 iridium infrar?d 192,22 Kalifornien j?mf?ra 251 platina Pt 195,09 Einstein es 254 guld- Au 196.9665 fermi fm 257 kvicksilver kvicksilver 200,59 Mendelevy Maryland 258 tallium Tl 204,37 * * * Leda Pb 207,2 * * *

Relativ atommassa f?r ett grund?mne Uppgiftsstatus: Best?m massan av syremolekylen. uppgiftsnummer. 4.1.2 fr?n "Samling av problem med f?rberedelser f?r de kommande proven i fysik av USPTU" information: L?sning: Betrakta en molekyl?r syremolekyl \(\nu\) (godtyckligt tal). Kom ih?g att syreformeln ?r O2. F?r att hitta massan (\m) av en given m?ngd syre, multipliceras molekylvikten f?r syre \(M\) med antalet mol \(\nu\). Med hj?lp av det periodiska systemet ?r det l?tt att fastst?lla att molmassan av syre ?r \ (M \) 32 g / mol eller 0,032 kg / mol. I en mol ?r antalet avogadromolekyler \ (N_A \) och v \ (\ nu \) mol - v \ (\ nu \) ibland st?rre, d.v.s. F?r att hitta massan av en molekyl \ (m_0 \), m?ste den totala massan \ (m \) divideras med antalet molekyler \ (N \). \[(m_0)=\frac(m)(N)\] \[(m_0)=\frac((\nu\cdot M))((\nu\cdot(N_A)))\] \((M_0)=\frac(M)(((N_A)))\] Avogadros tal (N_A1) ?r ett tabellv?rde lika med 6,022 1023 mol-1. Vi utf?r ber?kningar: \[(M_0) = \frac ((0,032)) ((6,022\cdot ((10) * (23)))) = 5,3\cdot (10^(-26)) \; = 5,3 kg\cdot(10^(-23))\; r\] Svar: 5,3 10-23 Om du inte f?rst?r l?sningen, och om du har n?gra fr?gor eller hittar en bugg, kan du l?mna en kommentar nedan. Atomer ?r mycket sm? och mycket sm?. Om vi uttrycker massan av en atom av ett kemiskt element i gram, s? kommer detta att vara ett tal f?r vilket kommatecken ?r mer ?n tjugo nollor. D?rf?r ?r det ol?mpligt att m?ta atomernas massa i gram. Men om vi tar en mycket liten massa per enhet kan alla andra sm? massor uttryckas som ett f?rh?llande mellan den enheten. 1/12 av massan av en kolatom v?ljs som enhet f?r att m?ta massan av en atom. Det kallas 1/12 av massan av en kolatom. atomisk massa(Ae. Formel f?r atommassa Relativ atommassa v?rdet ?r lika med f?rh?llandet mellan den faktiska massan av en atom av ett visst kemiskt element och 1/12 av den faktiska massan av en kolatom. Detta ?r en o?ndlig storhet, eftersom de tv? massorna ?r ?tskilda. Ar = matematik. / (1/12) mugg. ?nd?, absolut atommassa?r lika med det relativa v?rdet och har m?ttenheten amu. Det betyder att den relativa atommassan anger hur m?nga g?nger massan av en given atom ?r st?rre ?n 1/12 av en kolatom. Om en Ar-atom = 12, s? ?r dess massa 12 g?nger st?rre ?n 1/12 av en kolatoms massa, eller, med andra ord, 12 atommassenheter. Det kan bara vara f?r kol (C). P? v?teatomen (H) Ar = 1. Det betyder att dess massa ?r lika med massan av 1/12 delar av kolatomens massa. F?r syre (O) ?r den relativa atommassan 16 amu. Det betyder att en syreatom ?r 16 g?nger st?rre ?n 1/12 av en kolatom och har 16 atommassaenheter. Det l?ttaste grund?mnet ?r v?te. Dess massa ?r cirka 1 amu. P? de tyngsta atomerna n?rmar sig massan 300 amu. Vanligtvis, f?r varje kemiskt element, ?r dess v?rde den absoluta massan av atomer, uttryckt som a. till exempel. V?rdet p? atommassaenheter registreras i det periodiska systemet. Koncept som anv?nds f?r molekyler relativ molekylvikt (g). Relativ molekylvikt anger hur m?nga g?nger massan av en molekyl ?r st?rre ?n 1/12 av massan av en kolatom. Men eftersom massan av en molekyl ?r lika med summan av massorna av dess atomatomer, kan den relativa molekylmassan hittas helt enkelt genom att addera de relativa massorna av dessa atomer. Till exempel inneh?ller en vattenmolekyl (H2O) tv? v?teatomer med Ar = 1 och en syreatom med Ar = 16. D?rf?r ?r gentleman (H2O) = 18. M?nga ?mnen har en icke-molekyl?r struktur, till exempel metaller. I detta fall ?r deras relativa molekylvikt lika med deras relativa atomvikt. Kemi kallas en betydande m?ngd massfraktion av ett kemiskt element i en molekyl eller ett ?mne. Den visar hur mycket relativ molekylvikt som tillh?r detta grund?mne. Till exempel i vatten har v?te 2 delar (som b?da atomer) och syre 16. Det betyder att n?r v?te blandas med 1 kg och 8 kg syrevikt reagerar de utan att l?mna n?gra rester. Massfraktionen av v?te ?r 2/18 = 1/9, och syrehalten ?r 16/18 = 8/9. mikrobalans annat St?d, atom?r j?mvikt(engelska mikrobiella eller engelska nanor?r) ?r en term som syftar p?: en stor grupp analytiska instrument, vars noggrannhet m?ter massa fr?n ett till flera hundra mikrogram; ett speciellt h?gprecisionsinstrument som l?ter dig m?ta massan av f?rem?l upp till 0,1 ng (nanovesy). beskrivning En av de tidigaste referenserna till mikroklotet ?r fr?n 1910, d? William Ramsay informerades om hur mycket den hade utvecklats, vilket gjorde att vikter i kroppsintervallet 0,1 mm3 till 10-9 g (1 ng) kunde best?mmas. Nuf?rtiden anv?nds termen "mikrobiell" mer allm?nt f?r att h?nvisa till enheter som m?ter och best?mmer f?r?ndringar i massa i mikrogram (10-6 gram) intervallet. Mikrobiologer har b?rjat anv?nda moderna forsknings- och industrilaboratorier och har producerats i olika versioner med olika k?nslighet och motsvarande kostnader. Samtidigt utvecklas en m?tteknik inom omr?det nanogram. kemi. hur hittar man relativ atommassa? N?r vi talar om att m?ta massa p? nanogramniv?, vilket ?r viktigt f?r att m?ta massan av atomer, molekyler eller kluster, ?verv?ger vi f?rst masspektrometri. I det h?r fallet b?r man komma ih?g att m?tningen av massa med denna metod inneb?r behovet av att omvandla v?gningsobjekt till joner, vilket ibland ?r mycket o?nskat. Detta ?r inte n?dv?ndigt n?r man anv?nder en annan praktiskt viktig och allm?nt anv?nd anordning f?r noggrann m?tning av bulkkvartsmikrober, vars verkningsmekanism beskrivs i motsvarande artikel. l?nkar Jensen K., Kwanpyo Kim, Zettl A. Nanomechan atom?r uppl?sning atom?r detektor // arXiv: 0809.2126 (12 september 2008).

I processen att utveckla vetenskapen stod kemin inf?r problemet med att ber?kna m?ngden av ett ?mne f?r att utf?ra reaktioner och de ?mnen som erh?lls under deras kurs.

Idag, f?r s?dana ber?kningar av en kemisk reaktion mellan ?mnen och blandningar, anv?nds v?rdet av den relativa atommassan som ing?r i det periodiska systemet f?r kemiska element av D. I. Mendeleev.

Kemiska processer och p?verkan av ett grund?mnes andel i ?mnen p? reaktionsf?rloppet

Modern vetenskap under definitionen av "relativ atommassa av ett kemiskt element" betyder hur m?nga g?nger massan av en atom av ett givet kemiskt element ?r mer ?n en tolftedel av en kolatom.

Med tillkomsten av kemins era v?xte behovet av exakta best?mningar av f?rloppet av en kemisk reaktion och dess resultat.

D?rf?r f?rs?kte kemister st?ndigt l?sa problemet med de exakta massorna av interagerande element i materien. En av de b?sta l?sningarna p? den tiden var att kn?ppa till det l?ttaste elementet. Och vikten av dess atom togs som en.

Det historiska f?rloppet f?r att r?kna substansen

Till en b?rjan anv?ndes v?te, sedan syre. Men denna ber?kningsmetod visade sig vara felaktig. Anledningen till detta var n?rvaron av isotoper med en massa p? 17 och 18 i syre.

Att ha en blandning av isotoper gav d?rf?r tekniskt sett ett annat nummer ?n sexton. Idag ber?knas den relativa atommassan f?r ett grund?mne baserat p? vikten av kolatomen som baseras, i f?rh?llandet 1/12.

Dalton lade grunden f?r den relativa atommassan f?r ett grund?mne

F?rst en tid senare, p? 1800-talet, f?reslog Dalton att man skulle ber?kna med det l?ttaste kemiska elementet - v?te. Vid f?rel?sningar f?r sina studenter visade han p? figurer uthuggna i tr? hur atomer h?nger ihop. F?r andra element anv?nde han data som tidigare erh?llits av andra forskare.

Enligt Lavoisiers experiment inneh?ller vatten femton procent v?te och ?ttiofem procent syre. Med dessa data ber?knade Dalton att den relativa atommassan f?r grund?mnet som utg?r vatten, i detta fall syre, ?r 5,67. Det felaktiga i hans ber?kningar beror p? att han trodde felaktigt ang?ende antalet v?teatomer i en vattenmolekyl.

Enligt hans ?sikt fanns det en v?teatom per syreatom. Med hj?lp av kemisten Austins data om att ammoniak inneh?ller 20 procent v?te och 80 procent kv?ve, ber?knade han vad den relativa atommassan av kv?ve ?r. Med detta resultat kom han till en intressant slutsats. Det visade sig att den relativa atommassan (ammoniakformeln togs felaktigt med en molekyl v?te och kv?ve) ?r fyra. I sina ber?kningar f?rlitade sig forskaren p? Mendeleevs periodiska system. Fr?n analys ber?knade han att den relativa atommassan f?r kol var 4,4, ist?llet f?r de tidigare accepterade tolv.

Trots sina allvarliga misstag var det Dalton som f?rst skapade en tabell med n?gra element. Den har genomg?tt m?nga f?r?ndringar under forskarens livstid.

Den isotopiska komponenten av ett ?mne p?verkar det relativa atomviktsnoggrannhetsv?rdet

N?r man ?verv?ger grund?mnenas atommassa kan man m?rka att noggrannheten f?r varje grund?mne ?r olika. Till exempel, f?r litium ?r det fyrsiffrigt, och f?r fluor ?r det ?ttasiffrigt.

Problemet ?r att den isotopiska komponenten i varje element ?r olika och varierande. Till exempel inneh?ller vanligt vatten tre typer av v?teisotoper. F?rutom vanligt v?te inkluderar de deuterium och tritium.

De relativa atommassorna f?r v?teisotoper ?r tv? respektive tre. "Tungt" vatten (bildat av deuterium och tritium) avdunstar v?rre. D?rf?r finns det f?rre isotoper av vatten i ?ngtillst?nd ?n i flytande tillst?nd.

Selektivitet hos levande organismer till olika isotoper

Levande organismer har en selektiv egenskap i f?rh?llande till kol. Kol med en relativ atommassa lika med tolv anv?nds f?r att bygga organiska molekyler. D?rf?r inneh?ller ?mnen av organiskt ursprung, liksom ett antal mineraler, s?som kol och olja, mindre isotophalt ?n oorganiska material.
Mikroorganismer som bearbetar och ackumulerar svavel l?mnar efter sig svavelisotopen 32. I omr?den d?r bakterier inte bearbetar ?r andelen svavelisotop 34, det vill s?ga mycket h?gre. Det ?r p? grundval av f?rh?llandet mellan svavel i jordbergen som geologer kommer till slutsatsen om arten av lagrets ursprung - om det har en magmatisk natur eller en sediment?r.

Av alla kemiska grund?mnen har bara en inga isotoper - fluor. D?rf?r ?r dess relativa atommassa mer exakt ?n andra element.

F?rekomsten av instabila ?mnen i naturen

F?r vissa grund?mnen anges den relativa massan inom hakparenteser. Som du kan se ?r dessa grund?mnen bel?gna efter uran. Faktum ?r att de inte har stabila isotoper och s?nderfaller med frig?randet av radioaktiv str?lning. D?rf?r anges den mest stabila isotopen inom parentes.

Med tiden visade det sig att det ?r m?jligt att f? en stabil isotop fr?n n?gra av dem under artificiella f?rh?llanden. Jag var tvungen att ?ndra atommassorna f?r n?gra transuranelement i Mendeleevs periodiska system.

I processen att syntetisera nya isotoper och m?ta deras livsl?ngder har det ibland varit m?jligt att hitta nuklider med halveringstider miljoner g?nger l?ngre.

Vetenskapen st?r inte stilla, nya element, lagar, samband mellan olika processer i kemi och natur uppt?cks st?ndigt. D?rf?r, i vilken form kemin och det periodiska systemet av kemiska element i Mendeleev kommer att visa sig i framtiden, om hundra ?r, ?r vagt och os?kert. Men jag skulle vilja tro att de verk av kemister som samlats under de senaste ?rhundradena kommer att tj?na en ny, mer perfekt kunskap om v?ra ?ttlingar.

Inneh?llet i artikeln

ATOMISK MASSA. Konceptet med denna kvantitet genomgick l?ngsiktiga f?r?ndringar i enlighet med f?r?ndringen i id?n om atomer. Enligt Daltons teori (1803) ?r alla atomer av samma kemiska element identiska och dess atommassa ?r ett tal lika med f?rh?llandet mellan deras massa och massan av en atom av n?got standardelement. Men omkring 1920 blev det klart att de grund?mnen som finns i naturen ?r av tv? typer: vissa ?r faktiskt identiska atomer, medan andra har samma k?rnladdning men olika massor; s?dana varianter av atomer kallades isotoper. Daltons definition ?r allts? endast giltig f?r element av den f?rsta typen. Atommassan f?r ett grund?mne som representeras av flera isotoper ?r medelv?rdet av masstalen f?r alla dess isotoper, taget som en procentandel som motsvarar deras f?rekomst i naturen.

P? 1800-talet kemister anv?nde v?te eller syre som standard vid best?mning av atommassor. ?r 1904 antogs 1/16 av medelmassan av en atom av naturligt syre (syreenhet) som standard, och motsvarande skala kallades kemisk. Massspektrografisk best?mning av atommassor utf?rdes p? basis av 1/16 massa av 16 O-isotopen, och motsvarande skala kallades fysisk. P? 1920-talet fann man att naturligt syre best?r av en blandning av tre isotoper: 16 O, 17 O och 18 O. Tv? problem uppstod i samband med detta. F?rst visade det sig att den relativa f?rekomsten av naturliga syreisotoper varierar n?got, vilket g?r att den kemiska skalan baseras p? en kvantitet som inte ?r en absolut konstant. F?r det andra fick fysiker och kemister olika v?rden p? s?dana derivatkonstanter som mol?ra volymer, Avogadros antal, etc. L?sningen p? problemet hittades 1961, n?r 1/12 av massan kolisotop 12 C (kolenhet). (1 amu, eller 1D (dalton), i SI-enheter f?r massa ?r 1,66057x10 -27 kg.) Naturligt kol best?r ocks? av tv? isotoper: 12 C - 99% och 13 C - 1%, men de nya v?rdena av grund?mnenas atommassor ?r endast associerade med den f?rsta av dem. Som ett resultat erh?lls en universell tabell ?ver relativa atommassor. 12C-isotopen visade sig ocks? vara praktisk f?r fysiska m?tningar.

BEST?MNINGSMETODER

Atommassa kan best?mmas antingen med fysikaliska eller kemiska metoder. Kemiska metoder k?nnetecknas av det faktum att de i ett av stegen inte involverar sj?lva atomerna, utan deras kombinationer.

Kemiska metoder.

Enligt atomteorin ?r antalet atomer av grund?mnen i f?reningar relaterade till varandra som sm? heltal (lagen om flera f?rh?llanden, som uppt?cktes av Dalton). D?rf?r, f?r en f?rening med k?nd sammans?ttning, ?r det m?jligt att best?mma massan av ett av elementen, k?nna till massorna av alla de andra. I vissa fall kan massan av en f?rening m?tas direkt, men hittas vanligtvis med indirekta metoder. L?t oss ?verv?ga b?da dessa tillv?gag?ngss?tt.

Atommassan f?r Al har nyligen best?mts enligt f?ljande. K?nda m?ngder Al omvandlades till nitrat, sulfat eller hydroxid och kalcinerades sedan till aluminiumoxid (Al2O3) som kvantifierades noggrant. Fr?n f?rh?llandet mellan de tv? k?nda massorna och atommassorna av aluminium och syre (15,9)

hittade atommassan av Al. Men direkt j?mf?relse med atommassan av syre kan best?mma atommassorna f?r endast ett f?tal element. F?r de flesta grund?mnen best?mdes de indirekt genom att analysera klorider och bromider. F?r det f?rsta kan dessa f?reningar f?r m?nga grund?mnen erh?llas i ren form, och f?r det andra, f?r sina exakta kvantitativa best?mningar, har kemister till sitt f?rfogande en k?nslig analysmetod baserad p? en j?mf?relse av deras massor med massan av silver. F?r att g?ra detta, best?m noggrant massan av de analyserade f?reningarna och massan silver som kr?vs f?r att interagera med dem. Atommassan f?r det ?nskade elementet ber?knas baserat p? atommassan av silver - referensv?rdet i s?dana definitioner. Atommassan f?r silver (107.870) i kolenheter best?mdes med en indirekt kemisk metod.

Fysiska metoder.

I mitten av 1900-talet det fanns bara en fysikalisk metod f?r att best?mma atommassorna, fyra anv?nds mest idag.

Gasdensitet.

Den allra f?rsta fysikaliska metoden baserades p? att best?mma en gass densitet och p? det faktum att i enlighet med Avogadros lag inneh?ller lika volymer gaser vid samma temperatur och tryck samma antal molekyler. D?rf?r, om en viss volym ren CO 2 har en massa 1,3753 st?rre ?n samma volym syre under samma f?rh?llanden, m?ste CO 2-molekylen vara 1,3753 g?nger tyngre ?n syremolekylen (mol. massa O 2 \u003d 31,998) , dvs. massan av en CO 2 -molekyl p? den kemiska skalan ?r 44,008. Om vi subtraherar fr?n detta v?rde massan av tv? syreatomer, lika med 31,998, f?r vi atommassan av kol - 12,01. F?r att f? ett mer exakt v?rde m?ste ett antal korrigeringar inf?ras, vilket komplicerar denna metod. ?nd?, med dess hj?lp, erh?lls n?gra mycket v?rdefulla uppgifter. S? efter uppt?ckten av ?delgaser (He, Ne, Ar, Kr, Xe) visade sig metoden baserad p? m?tning av densiteten vara den enda som var l?mplig f?r att best?mma deras atommassor.

Masspektroskopi.

Strax efter f?rsta v?rldskriget skapade F. Aston det f?rsta masspektroskopet f?r att exakt best?mma masstalen f?r olika isotoper och ?ppnade d?rmed en ny era i historien om att best?mma atommassor. Idag finns det tv? huvudtyper av masspektroskop: masspektrometrar och masspektrografer (det senare ?r till exempel Aston-instrumentet). Masspektrografen ?r utformad f?r att studera beteendet hos ett fl?de av elektriskt laddade atomer eller molekyler i ett starkt magnetf?lt. Avb?jningen av laddade partiklar i detta f?lt ?r proportionell mot f?rh?llandet mellan deras massor och deras laddning, och de registreras som linjer p? en fotografisk platta. Genom att j?mf?ra positionerna f?r de linjer som motsvarar vissa partiklar med positionen f?r linjen f?r ett grund?mne med en k?nd atommassa kan man med tillr?cklig noggrannhet best?mma atommassan f?r det ?nskade grund?mnet. En bra illustration av metoden ?r j?mf?relsen av massan av en CH 4 (metan) molekyl med masstalet f?r den l?ttaste syreisotopen, 16 O. Lika laddade joner av metan och 16 O sl?pps samtidigt in i masspektrografkammaren och deras position registreras p? en fotografisk platta. Skillnaden i positionen f?r deras linjer motsvarar en massaskillnad p? 0,036406 (p? en fysisk skala). Detta ?r en mycket h?gre noggrannhet ?n n?gon kemisk metod kan ge.

Om elementet som studeras inte har n?gra isotoper, ?r det inte sv?rt att best?mma dess atommassa. Annars ?r det n?dv?ndigt att best?mma inte bara massan av varje isotop, utan ocks? deras relativa inneh?ll i blandningen. Detta v?rde kan inte best?mmas med tillr?cklig noggrannhet, vilket begr?nsar anv?ndningen av den masspektrografiska metoden f?r att hitta atommassorna av isotopiska element, s?rskilt tunga. Nyligen, med hj?lp av masspektrometri, var det m?jligt att med h?g noggrannhet fastst?lla den relativa f?rekomsten av tv? isotoper av silver, 107 Ag och 109 Ag. M?tningar gjordes vid US National Bureau of Standards. Med hj?lp av dessa nya data och tidigare m?tningar av silverisotopmassor har atommassan f?r naturligt silver f?rfinats. Nu anses detta v?rde vara lika med 107,8731 (kemisk skala).

K?rnreaktioner.

Einsteins f?rh?llande mellan massa och energi kan anv?ndas f?r att best?mma atommassorna f?r vissa grund?mnen. Betrakta reaktionen av bombardemang av 14 N k?rnor av snabba deuteriumk?rnor med bildandet av 15 N isotopen och vanligt v?te 1 H:

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

Som ett resultat av reaktionen frig?rs energi F\u003d 8 615 000 eV, vilket, i enlighet med Einsteins ekvation, motsvarar 0,00948 a.m.u. Detta betyder att massan av 14 N + 2 H ?verstiger massan av 15 N + 1 H med 0,00948 amu, och om vi k?nner till masstalen f?r tre isotoper som deltar i reaktionen kan vi hitta massan f?r den fj?rde. Metoden g?r det m?jligt att best?mma skillnaden mellan masstalen f?r tv? isotoper med st?rre noggrannhet ?n den masspektrografiska metoden.

Radiografi.

Denna fysikaliska metod kan anv?ndas f?r att best?mma atommassorna av ?mnen som bildar ett vanligt kristallgitter vid vanliga temperaturer. Metoden bygger p? f?rh?llandet mellan atommassan (eller molekylvikten) hos ett kristallint ?mne, dess densitet, Avogadro-talet och en viss koefficient, som best?ms utifr?n avst?nden mellan atomerna i kristallgittret. Det ?r n?dv?ndigt att utf?ra exakta m?tningar av tv? kvantiteter: gitterkonstanten med r?ntgenmetoder och densiteten med pyknometri. Till?mpningen av metoden begr?nsas av sv?righeterna att f? rena perfekta kristaller (utan vakanser och defekter av n?got slag).

F?rfining av atommassor.

Alla m?tningar av atommassor som utf?rdes f?r mer ?n 20 ?r sedan utf?rdes med kemiska metoder eller med en metod som bygger p? att best?mma gasernas densitet. Nyligen sammanfaller de data som erh?llits med masspektrometriska och isotopiska metoder med s? h?g noggrannhet att Internationella kommissionen f?r atommassor beslutade att korrigera atommassorna f?r 36 grund?mnen, varav 18 har inga isotoper.
se ?ven