Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Атомная масса

Атомная масса, атомный вес, значение массы атома, выраженное в атомных единицах массы. Применение особой единицы для измерения атомной массы связано с тем, что массы атомов чрезвычайно малы (10-22—10-24 г) и выражать их в граммах неудобно. За единицу атомной массы принята 1/12 часть массы изотопа атома углерода 12C. Масса углеродной единицы (сокращённо у. е.) равна (1,660 43 ± 0,00031)·10-24 г. Обычно при указании атомной массы обозначение «у. е.» опускают.

  Понятие «атомная масса» ввёл Дж. Дальтон (1803). Он же впервые определил атомную массу. Обширные работы по установлению атомных масс были выполнены в 1-й половине 19 в. Я. Берцелиусом, позднее Ж. С. Стасом и Т. У. Ричардсом. В 1869 Д. И. Менделеев открыл закон периодической зависимости свойств элементов от атомных масс и на его основе исправил атомные массы многих известных в то время элементов (Be, U, La и др.) и, кроме того, предсказал атомные массы ещё не открытых тогда Ga, Ge, Sc. После открытия Ф. Содди (1914) явления изотопии (см. Изотопы) понятие «атомная масса» стали относить и к элементам, состоящим из смеси изотопов, и к отдельным изотопам. Для элементов, которые представлены в природе одним изотопом (например, F, Al), атомная масса элемента совпадает с атомной массой этого изотопа. Если элемент — смесь изотопов, то его атомную массу вычисляют как среднее значение из атомных масс отдельных его изотопов, с учётом относительного содержания каждого из них. Так, природный хлор состоит из изотопов 35Cl (75,53%) и 37Cl (24,47%), массы атомов которых соответственно равны 34,964 и 36,961. Атомная масса элемента Cl равна: (34,964·75,53+36,961·24,47)/100 = 35,453

  Колебания природного изотопного состава у большинства элементов пренебрежимо малы (менее 0,003%); поэтому каждый элемент имеет практически постоянную атомную массу, являющуюся одной из важнейших характеристик элемента. Близость к целым числам атомных масс элементов, представленных в природе одним изотопом, объясняется тем, что почти вся масса атома заключена в его ядре, а массы составляющих ядро протонов и нейтронов близки к 1. В то же время значения атомных масс изотопов (кроме 12C, масса которого принята равной 12,00000) никогда точно не равны целым числам. Это объясняется, во-первых, тем, что относительные массы нейтрона и протона немного больше 1 (соответственно 1,008 665 4 и 1,007 276 63), во-вторых, дефектом массы и, в-третьих, небольшим вкладом в общую массу атома массы электронов.

  По предложению Дж. Дальтона (1803) единицей атомной массы сначала служила масса атома водорода (водородная шкала). В 1818 Берцелиус опубликовал таблицу атомных масс, отнесённых к атомной массе кислорода, принятой равной 103. Система атомных масс Берцелиуса господствовала до 1860-х гг., когда химики опять приняли водородную шкалу. Но в 1906 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода (16O, 17O, 18O) атомные массы стали указывать по двум шкалам: химической, в основе которой лежала 1/16 часть средней массы атома природного кислорода, и физической с единицей массы, равной 1/16 массы атома 16O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего в 1961 перешли к единой, углеродной шкале.

  Для нахождения атомных масс пользуются различными методами. Часть их основана на экспериментальном определении молекулярной массы какого-либо соединения данного элемента. В этом случае атомная масса равна доле молекулярной массы, приходящейся на этот элемент, деленной на число его атомов в молекуле. Точные значения атомных масс можно найти, определяя химическим анализом эквивалент химический элемента (атомная масса равна произведению эквивалента на валентность). С наибольшей точностью (до 0,001% и выше) атомные массы можно определить методом масс-спектроскопии; масс-спектр элемента даёт сведения о количественном изотопном составе и о массах атомов отдельных изотопов, на основании чего легко рассчитать атомные массы (см. выше пример с 35Cl и 37Cl). Атомные массы вновь синтезируемых элементов оценивают на основе рассмотрения ядерной реакции их образования.

  Современные значения атомных масс приведены в статьях о химических элементах и в статье Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.

 

  Лит.: Менделеев Д. И., Основы химии, 13 изд., т. 1—2, М.— Л., 1947; Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, М., 1965; Полинг Л., Общая химия, пер. с англ., М., 1964; Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1963; Джуа М., История химии, пер. с итал., М., 1966.

  С. С. Бердоносов.



     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн