正文 第7章 原子量為什麼會改變(1 / 1)

打開化學教科書或參考書中的元素周期表,其注解中第一項就是原子量錄自“某某表”“國際原子量表”(最近改稱“標準原子量表”)。這就是說,不同年份的國際原子量或標準原子量是不同的。那麼,原子量為什麼會發生變化呢?

我們知道,原子是很小的粒子,最大的原子量也不到1021分之一克,這樣小的重量不可能直接稱量,即各元素原子平均質量與一個基準原子質量的比值。由於所測元素樣品的來源不同(所含各種同位素百分比不同),采用的基準原子量不同,元素的原子量自然也會改變。

早期的化學家認為一種化學元素隻有一種原子,同一元素的原子量不同是由於測定方法和準確度造成的。1910年,英國化學家索迪研究了元素衰變產物後認為,一種元素可能有兩種或多種變種——同位素。現在已經發現,幾乎所有的化學元素都有幾種原子量不同的同位素。例如,第82號元素鉛有四種同位素鉛-204、鉛-206、鉛-207、鉛-208,由於不同來源的鉛中這四種同位素的百分比(即豐度)不同,所測得的平均原子量也不同,較重同位素百分比越大,其平均原子量也越大。1913—1914年,美國化學家理查茲測得美國鉀釩鈾礦的鉛原子量為207.00,而挪威釔鈾礦的鉛原子量為206.08。

早期的化學家曾以用氫原子量為1和氧原子量為16等做為各元素子量的比較標準(即基準原子量)。1959年,國際純粹和應用化學聯合會根據德國質譜學家馬塔赫的建議,采用碳-12為12.0000當做測定原子量的基準,1961年正式通過更換新基準。這樣,原來以氧為16.0000的原子量基準確定的原子量數值就要改變,例如,氫原子量由1.0080變為100797,氮由14.008變為14.0067,氧由原來的16.0000變為15.9994。

1941年以後,國際純粹和應用化學聯合會所屬的原子量委員會,負責收集測定原子量的工作,並加以檢查,每兩年在《純粹與應用化學》上發表報告和原子量表。1979年,原子量委員會改稱為原子量和同位素豐度委員會,繼續負責這項工作。由於測定儀器和方法的不斷改進和發展,原子量的數值也要隨著變化,並且越來越精確了。例如,氖的原子量,1961年根據巴赫特等用氣體密度測定的數值為20.183,1967年根據兩次校正的同位素組成測定結果改為20.179±0.003,而1979年又確定為20.179±0.001。對於鎳的原子量,早在1925年就由巴赫特等用化學方法測定為58.69,1955年根據威特和卡米隆對鎳同位素豐度測定改為58.71,1969年改為58.71±3.03,1973年改為58.70±0.01,1979年再次研究了化學測定和質譜測定結果,仍采用1925年的數值58.69,隻是後邊增加了不確定值0.01。