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相对原子质量

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:相对原子质量是以12C的相对原子质量的1/12为基准的各种元素的相对平均质量。所谓“平均”,是因为极大多数元素由两种或两种以上同位素组成,相对原子质量是按各同位素丰度取平均值。至此有了统一的国际相对原子质量。其数值比旧的化学相对原子质量降低了约0.0043%,这对一般常用数据几乎没有影响。1H的相对原子质量为1.008相对原子质量单位,在同位素的研究工作中需要采用这样的单位。

相对原子质量

相对原子质量是以12C的相对原子质量的1/12为基准的各种元素的相对平均质量。它是一种相对比值,可以不列单位,例如氢的相对原子质量是1.00794,氧的相对原子质量是15.9994。所谓“平均”,是因为极大多数元素由两种或两种以上同位素组成,相对原子质量是按各同位素丰度取平均值。例如天然的氢由两种同位素1H和2H组成,它们的同位素质量分别是1.007825和2.0140,它们在自然界的同位素丰度分别是99.985%和0.015%,所以氢的相对原子质量是:

1.00782×99.985%+2.0140×0.015%=1.00794。

相对原子质量既然是相对数值,就必需有比较的基准。在历史上几经变更,1803年道尔顿发表第一张相对原子质量表时,以H的相对原子质量为1作基准;1826年J.J.贝采利乌斯建议改作以O相对原子质量的1/100为基准;1860年J.-S.斯塔又建议以O相对原子质量的1/16为基准,这在化学发展时期沿用了很长的时间。1929年发现氧有三种同位素16O、17O、18O,并且在自然界的分布不完全均匀,因此用天然氧作为相对原子质量的基准就欠妥了。这时物理学界改用16O的1/16为基准,而化学界仍坚持原基准,从此相对原子质量就有了两种标度。1940年国际相对原子质量委员会确定以1.000275作为两种标度的换算因子,即∶

物理相对原子质量=1.000275×化学相对原子质量

相对原子质量是非常重要的基本数据,科学界都希望有统一的新标准,并希望采用新标准后,对原来的数据改变越小越好。1959年J.H.马陶赫建议以12C为12作基准,1960年国际纯粹与应用物理学联合会同意采用新标准,1961年国际纯粹与应用化学联合会也同意。至此有了统一的国际相对原子质量。其数值比旧的化学相对原子质量降低了约0.0043%,这对一般常用数据几乎没有影响。国际相对原子质量委员会每隔一年公布一次相对原子质量修正数值,发表于次年的《纯粹与应用化学杂志》上,已发现的化学元素的相对原子质量见表相对原子质量表。

原子既然是客观存在的实物,它本身当然是有一定质量的。现已测定一个12C原子的质量为1.9927×10-23克,一个16O原子的质量为2.6561×10-28克,一个1H原子的质量为1.6736×10-24克。若用克作为相对原子质量单位,这样小的数字,书写和使用都很不方便,所以人们就将12C质量的1/12作为相对原子质量单位(u),即一个相对原子质量单位相当于1.6606×10-24克。所以可以说,1个12C原子的质量为12.000相对原子质量单位,16O的相对原子质量为15.995相对原子质量单位。1H的相对原子质量为1.008相对原子质量单位,在同位素的研究工作中需要采用这样的单位。

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