相对原子质量表(各元素的相对原子质量表)

相对原子质量测定的历史

 

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今天，有相当完善精密的相对原子质量测定方法，可以测得足够精确的相对原子质量数值但是，历史上，科学家们为测定相对原子量，经历了一段漫长而曲折的过程，接下来我们回顾一下化学科学发展进程中这段重要史实一、提出相对原子量的第一人

——道尔顿英国著名的化学家道尔顿(j.dalton,1766-1844)在提出原子论观点的同时,就为确定不同元素原子的相对质量作了努力在当时条件下，要确定元素的相对原子量，是一件难事，第一是确定哪一种元素为参照标准？第二没有定量的分析技术，就是要确定化合物分子形成时的各原子个数是多少？限于当时的水平，道尔顿就采用主观武断的方法来规定原子形成化合物分子时的原子数目比，比如：。

他认为一个水分子是由1个氧原子和1个氢原子构成的这样，根据当时拉瓦锡对水的质量分析的结果（认为水中氢占15%，氧占85%）,他规定他选择的氢原子的相对质量为1做基准，计算（15：85=1：X，X=5.5）得到氧的相对原子质量为5.5。

1803年10月21日,道尔顿在曼彻斯特的“文学和哲学学会”上阐述他的原子论观点时,第一次公布了6种元素的相对原子质量,但他没有宣布数据的实验根据此后,他又先后于1808年、1810年、1827年在其著名的《化学哲学新体系》一书的第一、二卷中不断增加元素种类,使之最终增至37种,并对部分数值做了修正……。

  由于道尔顿以主观武断的方式确定物质的组成，因而所得的相对原子质量都与今天的相对原子质量相差甚远。

道尔顿首创的确定元素相对原子质量的方法,引起欧洲科学界轩然大波各国化学家充分认识到相对原子质量的重要性，但质疑道尔顿所采用的方法和所得到的数值于是,许多人纷纷投入测定相对原子质量的行列中，使这项工作成为19世纪上。

半叶化学发展的一个重点。二、测定相对原子量的先驱——贝采里乌斯

瑞典的化学大师贝采里乌斯(j.j.berzelius,1779-1848)用了近二十年的时间，孜孜不倦、专心致志地从事相对原子质量的测定工作，在极其简陋的实验室里测定了大约两千种化合物的化合量，并据此在1814-1826年的12年里连续发表了三张相对原子质量表，所列元素多达49种。

其中大部分相对原子质量已接近现代原子量数值，这在当时的历史条件下是极其难能可贵的贝采里乌斯测定相对原子质量的方法与道尔顿相似,但他的基准选定氧=100对于化合物组成,他也采用了最简单比的假定与道尔顿不同的是,他在坚持自己亲自通过实验测定化合量的同时,时时注意吸取他人的科研成果。

比如像盖·吕萨克(l,j.gay.lussac,1778-1850)的气体反应体积简单比定律;杜隆(p.l.dulong,1785-1838)和培蒂(a,t,peiit,1791-1820)的原子热容定律以及他的学生米希尔里希(e.e.miischerlich,1794-1863)的同晶型规律等。

大约在1828年,贝采里乌斯结合原子热容定律和同晶型定律把他长期弄错的钾、钠、银的相对原子质量纠正过来正是由于他能够博采众长，持之以恒，才得出了比较准确的相对原子质量，以自己的辛勤劳动为后来门捷列夫发现元素周期律开辟了道路，在化学发展史上写下了光辉的一页。

三、大大地推进了相对原子质量的测定——庚尼查罗在19世纪上半叶的五十多年里，从道尔顿到贝采里乌斯，虽然有很多人致力于相对原子质量的测定，但由于对化合物中原子组成比的确定一直没有找到一个合理的解决办法，更主要的是当时对分子和原子的概念尚混淆不清，因而使相对原子质量的测定长期处于极其混乱的状态，陷入了困境。

1826年，法国著名化学家杜马(j.b.a.dumas,1800-1884)发明了简便的蒸气密度测定法，并曾试图利用这一方法，通过测定相对分子质量计算相对原子质量指出:“……只要我们把分子与原子区别开来，只要我们把用以比较分子数目和质量的标志与用以推导相对原子质量的标志不混为一谈，只要我们最后心中不固执这类成见:以为化合物的分子可以含不同数目的原子，而各种单质的分子却都只能含一个原子或相同数目的原子，那么，它(指阿佛加德罗分子理论，包括安培后。

来的观点)和已知事实就毫无矛盾之处”。

康尼查罗正是在明确区分了原子和分子的基础上，通过测定相对分子质量结合物质质量组成分析结果，提出了如下结论:当考虑一系列某一元素的化合物时，其中必然有一种或几种化合物中只含有一个原子的这种元素，那么在一系列该元素的质量值中，最小值就是该元素

相对原子质量的约值康尼查罗的上述工作，澄清了当时一些错误观点，统一了分歧意见，为原子--分子论的发展和确定扫除了障碍，使得原子--分子论整理成为一个协调的系统，从而大大地推进了相对原子质量的测定工作   康尼查罗虽然使相对原子质量测定工作步入正确轨道,但所得到的只是相对原子质量的约值。

四、非凡的实验化学家——斯达与理查兹在通向精确的“真实”相对原子质量的道路上还布满荆棘，困难重重首先在于测定标样的化合物必须可以提高到高纯度，在诸多化合物中，只有极少数化合物能满足这一要求其次，必须有严密的实验手段，十分干净的实验环境和相当精密的分析设备。

最后,还要有高超准确的实验操作技能，以确保实验数据的高度重复性所有这些都无不昭示要得到准确的“真实”的相对原子质量，需要有非凡的实验化学家自19世纪中叶开始到本世纪初叶,相继有两位卓越的化学家为此付出了艰辛的劳动。

比利时化学家斯达(j.s.stas,1813-1891)是最早进行相对原子质量精确测定的人1860年首次提出采用O-16为相对原子质量基准在广泛使用当时发展起来的各种制备纯净物质的方法的同时，他一方面注意提高使用的蒸馏水的纯度，以防引入杂质，同时，将天平的灵敏度提高到0.03毫克；另一方面选用易被制成高纯度的金属银作为测定基准物。

这些精益求精的工作使斯达在1857-1882这二十五年时间里测定了多种元素的精确相对原子质量，其精度可达小数点后4位数字，与现在相对原子质量相当接近继斯达之后，美国化学家理查兹(t.w.richards,1868-1928)的工作更为出色。

这使他因此而荣获1914年诺贝尔化学奖自1904年起，他和他的学生通过大量的分析工作修正了斯达的相对原子质量值例如，他发现斯达使用的银中含有少量氧，于是采用如下方法改进:用经过15次重结晶后得到的AgNO。

3还原得到银，再将银放置在石灰石上在氢气中熔化，从而得到不含氧的银他通过这种方法将银的原子量从107.93修正为107.88与现代银相对原子质量更为接近五、相对原子质量基准的演变与现代相对原子质量的测定。

相对原子质量基准的选择是测定相对原子质量的重要基础最早的相对原子质量基准是由道尔顿提出的H=1贝采里乌斯以O相对原子质量=100为基准1860年,斯达提出O=16为基准,很快得到公认，并在化学领域沿用了整整一个世纪(1860-1960)。

化学科学的不断发展和相对原子质量数值精度的不断提高......1929年美国化学家乔克(w.f.giauque,1895-1982)等人在天然氧中发现了17O和18O两种同位素后，使得化学和物理两大领域的相对原子质量基准出现了差别。

由于化学的相对原子质量基准选用的是天然氧，而物理的相对原子质量基准选用的是16O=16,因此精确计算得出化学相对原子质量单位=1.000275×物理相对原子质量单位，这样就使得世界上存在两套相对原子质量数值，这势必要引起一些混乱。

对此，化学和物理界都认识到统一两套相对原子质量单位的必要性科学家们提出了许多建议曾先后提出以4He=4和以19F=19为基准,但都因各自的不足而被否定1957年,美国质谱学家尼尔(a·o·neer)和化学家厄兰得(a.olander)提出以。

12C=12为基准的方案由于l2C基准有利于采用质谱法则定核素的原子量相对原子质量，这一方案得到德国著名化学家马陶赫(j.mattauch)的支持1959年国际纯粹与应用化学联合会(iupac)接受马陶赫的意见，决定建议使用。

12C=12为相对原子质量基准1960年国际纯粹与应用物理联合会(iupac)接受了这项倡议，于是一个为世界公认的新相对原子质量准诞生了现代测定相对原子质量主要有化学方法和物理方法(质谱法)化学方法是先制备该元素的纯卤化物，采用银作二级基准分析卤化物纯度，再向一定量的卤化物样品溶液中加入等量的硝酸银，用重量法测定卤化银的质量，然后通过当量测定相对原子质量。

质谱法是通过测定同位素的相对原子质量，然后根据其在自然界的丰度计算得到的这种方法的最大优点是精度高现代相对原子质量几乎都是由质谱仪测定的在质谱仪中，被测样品(气体和固体的蒸气)中的元素经阴极射线的作用产生带正电荷的离子，正离子先后通过电场和磁场后发生偏转。

无论正离子速度的大小，只要其电荷与质量之比e/m相同的离子就会收敛在一处，在照相板上留下痕迹；不同e/m的正离子将收敛在不同位置，从而形成相应的线条将这些线条的位置与l2C原子质谱上的谱线和相应的质量标准比较可求得这些离子即元素的相对质量。

同时，用电流检示计通过测定离子流的强度求出这些元素的相对丰度，进而便可算出该元素的相对原子质量此外还有一种核反应法它是通过质能关系式：m=E/c2，根据核反应的能量变化E来计算两核间的质量差值，进而求出原变化E来计算两核间的质量差值，进而求出原子量,这种方法对。

测定短半衰期的放射性同位素相对原子质量是唯一的由于用质谱测定相对原子质量时，必须同时测定同位素丰度，而有些元素同位素的组成因来源不同而有涨落，以导致实际测得这些元素的相对原子质量并非固定不变因此，现在每两年需修订一次相对原子质量表。

倘若没有道尔顿确定相对原子质量这一极富创见性的开端，当时的化学家们恐怕还要在盲目中枉费许多时光和精力；倘若康尼查罗不在相对原子质量测定处于非常混乱之时，创造性地理顺了分子和原子的概念，以其杰出的思辨性思维和极其精辟的

论述使相对原子质量测定工作走出困境，人们不知还会在无休止的争论中僵持多久，这样，门捷列夫恐怕也难以攻克元素周期律这一划时代的科学堡垒文本来自网络，仅供分享 参考免责声明：本公众号旨在分享网络资源，普及科学教育，所载内容为本公众号原创或网络转载，。

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