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  520貳拾壹 2013-08-09 00:00:00

  它是基本元素

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  誓輿嘴瞧 2013-08-09 00:00:00

  1803年英國(guó)化學(xué)家道爾頓（1766－1844）提出原子論后，受到科學(xué)界的普遍重視，原子論的核心是：每種元素以其原子的質(zhì)量為其Z基本的特征。因此，測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量的工作成為了當(dāng)時(shí)化學(xué)科學(xué)的ZD任務(wù)。 道爾頓首先測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量。他選定一種元素的原子質(zhì)量作為參照標(biāo)準(zhǔn)。氫氣Z輕，于是他選擇了氫作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)，確定氫的相對(duì)原子質(zhì)量為1。有了相對(duì)原子質(zhì)量基準(zhǔn)后，要測(cè)定其他元素的相對(duì)原子質(zhì)量，必須知道化合物的質(zhì)量、組成及化學(xué)式，如測(cè)得甲烷中含碳75％，含氫25％，又知甲烷的化學(xué)式為CH4，才能求出碳的相對(duì)原子質(zhì)量。設(shè)碳的相對(duì)原子質(zhì)量為A，則 ，故Ａ=12。化合物的質(zhì)量組成可以測(cè)定，但化學(xué)式在當(dāng)時(shí)還無法確定。于是道爾頓做了大膽地、武斷地、無任何實(shí)驗(yàn)依據(jù)的假設(shè)，如當(dāng)時(shí)只知道氫氧只生成一種化合物，他認(rèn)為此化合物必定是二元的。即水的組成為HO ，如碳和氧可生成兩種化合物，則其一為二元的CO，另一為三元的CO2……等。由于水的組成確定錯(cuò)誤，因此，根據(jù)當(dāng)時(shí)對(duì)水中氫和氧的質(zhì)量分析結(jié)果測(cè)出氫的相對(duì)原子質(zhì)量為7。（ ）（1808年）與現(xiàn)代值相差甚遠(yuǎn)，從而導(dǎo)致了測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量工作的一系列錯(cuò)誤。盡管如此，道爾頓在提出測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量的任務(wù)及確定一種元素作為相對(duì)原子質(zhì)量的參照標(biāo)準(zhǔn)方面還是有貢獻(xiàn)的。 瑞典化學(xué)家貝采里烏斯（1779－1848）致力于相對(duì)原子質(zhì)量測(cè)定工作20多年，他在極簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室中對(duì)2000多種單質(zhì)和化合物進(jìn)行了準(zhǔn)確的分析，為測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量提供了豐富的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。他對(duì)道爾頓武斷地、無實(shí)驗(yàn)依據(jù)的假設(shè)水的組成為HO表示懷疑，而采用當(dāng)時(shí)法國(guó)化學(xué)家蓋呂薩克（1778－1850）發(fā)現(xiàn)的氣體化合體積定律即“各種氣體彼此起化學(xué)反應(yīng)時(shí)，常以簡(jiǎn)單的體積比相化合?！弊鳛榇_定化合物AmBn中ｍ和ｎ的依據(jù)。如2體積氫與1體積氧化合生成2體積水蒸氣，從而正確地確定了水的組成應(yīng)為H2O，而不是HO，這是相對(duì)原子質(zhì)量測(cè)定工作的重大突破。因此，他所測(cè)定的相對(duì)原子質(zhì)量比道爾頓準(zhǔn)確得多。貝采里烏斯認(rèn)為氫不與許多元素直接化合，而氧是能夠與絕大多數(shù)元素直接化合的，所以，他決定采用氧的相對(duì)原子質(zhì)量等于100作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)。 法國(guó)巴黎大學(xué)教授杜?。?785－1838）和普蒂（1791－1820）曾專門從事對(duì)各種單質(zhì)的比熱測(cè)定，于1819年提出杜?。盏僭訜崛荻伞霸S多固體單質(zhì)，尤其是金屬，其比熱與它們的相對(duì)原子質(zhì)量常常成反比”。即固體單質(zhì)相對(duì)原子質(zhì)量ｘ比熱＝常數(shù)（原子熱容）。若氧的相對(duì)原子質(zhì)量為1，則原子熱容為0.38，若氧的相對(duì)原子質(zhì)量為16，原子熱容為6。根據(jù)固體單質(zhì)的比熱和原子熱容即可測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量。利用這一定律對(duì)貝采里烏斯測(cè)定的相對(duì)原子質(zhì)量進(jìn)行了核實(shí)和修正。 1819年貝采里烏斯的學(xué)生，米希爾希里（1794－1863）發(fā)現(xiàn)了同晶定律“相同數(shù)目的原子以相同方式相結(jié)合即得同晶型。”利用同晶定律可以推測(cè)化合物的組成，從而測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量。例如已知鉻酸鹽與硫酸鹽是同晶型的，則鉻酸與硫酸有相似的化學(xué)組成：CrO3 與SO3而測(cè)得氧化低鉻中氧為鉻酸的一半。因此氧化低鉻的化學(xué)組成應(yīng)為CrO ，即為Cr2O3，故原來確定的CrO3有誤。而氧化低鉻與氧化鐵又同晶型故原來確定FeO3也有誤，應(yīng)為Fe2O3。從而修正了原來測(cè)定鉻、鐵相對(duì)原子質(zhì)量均為現(xiàn)代值2倍的錯(cuò)誤。 1827年法國(guó)化學(xué)家杜馬〔1800－1884〕根據(jù)阿伏加德羅（1776－1856）的假設(shè)“同溫同壓下同體積的不同氣體含有相同數(shù)目的分子?！蓖ㄟ^測(cè)定蒸氣密度來測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量，但他認(rèn)為同時(shí)也可測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量，本來根據(jù)阿假設(shè) 是合理的，但他卻武斷地假設(shè)“單質(zhì)氣體的密度之比，不僅等于相對(duì)分子質(zhì)量之比，也等于它們的相對(duì)原子質(zhì)量之比?！奔?。這里暗示了一個(gè)錯(cuò)誤，就是單質(zhì)蒸氣都與氫氣一樣為雙原子分子。于是他根據(jù)砷、汞、磷、硫的蒸氣密度測(cè)出的相對(duì)原子質(zhì)量都發(fā)生了錯(cuò)誤。實(shí)際上這些物質(zhì)的蒸氣分子都不是雙原子分子。Z后不得不宣布用蒸氣密度法測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量不可靠。 1860年意大利化學(xué)家康尼查羅（1826－1910）在德國(guó)卡爾斯魯厄國(guó)際化學(xué)家代表大會(huì)上論證了原子－分子學(xué)說。在根據(jù)蒸氣密度法測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提出一個(gè)合理的測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量的方案：“因?yàn)橐粋€(gè)分子中所含各種原子的數(shù)目必然都是整數(shù)，因此，在質(zhì)量等于相對(duì)分子質(zhì)量值的某物質(zhì)中，某元素的重量一定是其相對(duì)原子質(zhì)量的整數(shù)倍。如果我們考查一系列含某一元素的化合物，其中必有一種或幾種化合物中只含有一個(gè)原子的這種元素，那么，在一系列該元素的質(zhì)量值中，那個(gè)Z小值，即為該元素的大約相對(duì)原子質(zhì)量。” 例如測(cè)定氮的相對(duì)原子質(zhì)量時(shí)可分三步： 1．先將許多可蒸發(fā)的氮的化合物用蒸氣密度法測(cè)定其相對(duì)分子質(zhì)量。 2．測(cè)定一系列含氮化合物中氮的百分含量。 3．求出一分子中各種含氮化合物氮的含量，其中Z小值即為氮的相對(duì)原子質(zhì)量。如： 含氮化合物 相對(duì)分子質(zhì)量值 氮的百分含量 １分子中氮的重量 氨 17.05 82.28％ 14.03 二氧化氮 45.66 30.49％ 13.90 氧化二氮 44.13 65.70％ 28.11 氧化氮 30 46.74％ 14.02 以上數(shù)據(jù)中Z小值約為14，就是氮的相對(duì)原子質(zhì)量。用這種方法測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量即使化合物的化學(xué)式不知道，也可求出可靠的相對(duì)原子質(zhì)量。 化學(xué)家為了求得精確的相對(duì)原子質(zhì)量值，投入了大量的精力，進(jìn)行了辛勤的勞動(dòng)。Z早對(duì)相對(duì)原子質(zhì)量進(jìn)行精確測(cè)定的化學(xué)家是比利時(shí)的斯達(dá)（1813－1891），他廣泛使用當(dāng)時(shí)已經(jīng)發(fā)展起來的各種制備純凈物質(zhì)的方法將所測(cè)物質(zhì)提純，所用蒸餾水經(jīng)過多次蒸餾，把天平的靈敏度提高到0.03毫克。因此，他所測(cè)定的一些元素的相對(duì)原子質(zhì)量值與現(xiàn)代值相當(dāng)接近。1860年，他又提出以氧的相對(duì)原子質(zhì)量為16作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)，便于準(zhǔn)確測(cè)定其他元素的相對(duì)原子質(zhì)量，這一基準(zhǔn)在化學(xué)上一直用了100年。 以后在相對(duì)原子質(zhì)量精確測(cè)定上做出重要貢獻(xiàn)的化學(xué)家還有美國(guó)的理查落（1868－1928），德國(guó)的霍尼施米特（1878－1945）。 1929年美國(guó)喬克和江斯登在天然氧中發(fā)現(xiàn)了１７Ｏ和１８Ｏ兩種同位素。根據(jù)1940年比較精確的質(zhì)譜測(cè)定，自然界中三種氧的同位素的豐度為：１６Ｏ占99.75％；１７Ｏ占0.037％；１８Ｏ占0.204％。因此將天然氧作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)就出現(xiàn)了問題。當(dāng)時(shí)物理學(xué)界隨即改用１６Ｏ為16作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)，但化學(xué)界仍采用天然氧為16作為相對(duì)原子質(zhì)量的基準(zhǔn)。 當(dāng)用１６Ｏ=16作為基準(zhǔn)時(shí)，氧的各種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量分別為１６Ｏ＝16.0000，１７Ｏ＝17.0045，１８Ｏ＝18.0049，所以自然界中氧的平均相對(duì)原子質(zhì)量為： 16.000×99.759％＋17.0045×0.037％＋18.00.49×0.204％＝16.0044 這樣一來物理上采用的原子質(zhì)量與化學(xué)上沿用的原子質(zhì)量就出現(xiàn)了下列比值： 16.0044／16＝1.000275 化學(xué)相對(duì)單位= 1.000275×物理相對(duì)單位?；瘜W(xué)相對(duì)單位要比物理相對(duì)單位大萬(wàn)分之三。這樣一來使各種元素的化學(xué)相對(duì)數(shù)值比物理相對(duì)數(shù)值小。因此化學(xué)相對(duì)與物理相對(duì)之間的換算關(guān)系為： 物理相對(duì)＝1.000275×化學(xué)相對(duì)質(zhì)量 為了求得相對(duì)基準(zhǔn)的統(tǒng)一，1959年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）在德國(guó)慕尼黑開會(huì)，會(huì)上根據(jù)德國(guó)物理學(xué)家馬托赫（1895－1976）的建議改用工１２C=12 （即 １２ C=1）作為相對(duì)基準(zhǔn)，并經(jīng)得國(guó)際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)（IVPAP）的同意于1961年8月正式采用１２ C＝12作為相對(duì)的基準(zhǔn)。同年發(fā)布了新的相對(duì)原子質(zhì)量表。 采用１２C= 12為相對(duì)新基準(zhǔn)的原因主要是１２C在自然界中豐度比較穩(wěn)定，碳的化合物特別是有機(jī)化合物繁多，它形成很多高質(zhì)量的“分子離子”和氫化物利于測(cè)定質(zhì)譜，而用質(zhì)譜儀測(cè)定相對(duì)是現(xiàn)代Z準(zhǔn)確的方法。采用新的１２ C= 12基準(zhǔn)后所有元素的原子量變動(dòng)都不大，僅比過去減小了百萬(wàn)分之四十三。 到目前為止，用質(zhì)譜法測(cè)定相對(duì)是Z精確的，現(xiàn)在國(guó)際相對(duì)委員會(huì)每?jī)赡旯家淮涡抻喌南鄬?duì)，越來越多地采用質(zhì)譜法測(cè)定的結(jié)果。 我國(guó)化學(xué)家，中科院院士，北京大學(xué)張青蓮教授是我國(guó)參加國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)、相對(duì)與同位素豐度委員會(huì)委員。張青蓮等人于1991、1993、1995年測(cè)定的銦、銻、鈰、銪的相對(duì)被國(guó)際上采用為相對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。這是我國(guó)化學(xué)家對(duì)相對(duì)測(cè)定工作作出的貢獻(xiàn)。

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  欣欣128o 2013-08-09 00:00:00

  1959年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)提出以碳的同位素12C＝12作為相對(duì)原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，(即以12C質(zhì)量的1/12作為標(biāo)準(zhǔn))，并商得國(guó)際純粹與應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)(IUPAP)的同意，于1961年8月正式?jīng)Q定采用碳的同位素12C＝12作為相對(duì)原子質(zhì)量的新標(biāo)準(zhǔn)。同年發(fā)布了新的國(guó)際原子量表。 之所以采用12C作為相對(duì)原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)的原因大致是：(1)碳形成很多高質(zhì)量的“分子離子”和氫化物，利于測(cè)定質(zhì)譜；(2)12C很容易在質(zhì)譜儀中測(cè)定，而用質(zhì)譜儀測(cè)定相對(duì)原子質(zhì)量是現(xiàn)代Z準(zhǔn)確的方法；(3)采用12C后，所有元素的相對(duì)原子質(zhì)量都變動(dòng)不大，僅比過去減少0.004 3%；(4)這種碳原子在自然界的豐度比較穩(wěn)定；(5)碳在自然界分布較廣，它的化合物特別是有機(jī)化合物繁多；(6)密度Z小的氫的相對(duì)原子質(zhì)量仍不小于1。 原子的質(zhì)量很小，如果用千克來表示，很不方便。于是采用12C一個(gè)原子質(zhì)量的1/12作標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的值，就是這種原子的相對(duì)原子質(zhì)量

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  小啊帆帆 2013-08-09 00:00:00

  ----這樣計(jì)算得到的碳-12原子的相對(duì)原子質(zhì)量等于12. ----等于它核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和. ----使相對(duì)原子質(zhì)量與質(zhì)量數(shù)近似相等. ----方便其它原子相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算，如O-16的相對(duì)原子質(zhì)量近似等于它的質(zhì)量數(shù)16. 為何選碳原子作為計(jì)算相對(duì)原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn): ----之前是以氧原子作為標(biāo)準(zhǔn). ----后改為碳原子，沒有特殊的含義，只是科學(xué)測(cè)定方便

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