Астона шкала

Атомные веса элементов в разные периоды измерялись по отношению к различным стандартам. Под влиянием гипотезы Проута [1634, 1635] атомные веса элементов были приняты точно кратными водороду, наиболее легкому элементу, атомный вес которого был принят равным единице. Впервые атомный вес элементов с точностью до 0,5% был измерен Берцелиусом [182] в качестве стандарта он использовал кислород, принятый за 100. Берцелиус отверг применение водорода для этих целей, так как он слишком легок и редко входит в состав неорганических соединений. Берцелиус считал наиболее удачным стандартом кислород, так как последний вступает в соединение с большинством элементов и представляет собой как бы центр, вокруг которого вращается вся химия . Тем не менее водород использовался многими исследователями, пока в начале настоящего столетия, в 1905 г., не был отвергнут решением Международной комиссии по атомным весам атомный вес кислорода был принят равным 16 [1022]. Таблицы, выпущенные этой комиссией ранее, содержали две серии атомных весов одну по отношению к кислороду, другую по отношению к водороду. Когда оказалось возможным точное измерение масс на масс-спектрометре, возникла необходимость в соответствующем стандарте. Ошибочно полагая, что природный кислород моноизотопен, Астон использовал в качестве стандартной массы изотоп О, надеясь благодаря этому достигнуть идентичности с химической шкалой масс. Кислород можно было считать приемлемым стандартом еще и потому, что, в отличие от водорода, при использовании О = 16,000000 а. е. м. массы всех других изотопов были очень близки к целым числам. Астон показал, что массы изотопов не являются точно кратными целым числам [84, 85]. Некоторые из его измерений чрезвычайно точны и используются до настоящего времени [1097, 1509]. [c.41]

С 1937 г. проблема соотношения между шкалами Астона и Стаса еще усложнилась, так как было установлено непостоянство изотопного состава природного кислорода различного происхождения. Оказалось, что в кислороде земной атмосферы содержание тяжелых изотопов О и О несколько превышает содержание тех же изотопов в кислороде морской и речной воды со своей стороны, кислород воды, находящейся на поверхности земной коры, богаче тяжелыми изотопами, чем кислород воды горячих источников, выходящих с больших глубин земной коры (табл. 15). [c.146]

Конечно, масса нейтральных, невозбужденных и свободных атомов главного изотопа кислорода является величиной постоянной, и с этой точки зрения шкала Астона теоретически является более обоснованной. Но вместе с тем нельзя не признать, что в высшей стеиени желательной является возможность проверки масс-спектрометрических определений обычными точными химико-аналитическими измерениями элементных масс. [c.147]

Ниже приведены относительные массы свободных, невозбужденных и покоящихся частиц, а также некоторых нейтральных атомов в кислородных единицах (по шкале Астона). [c.197]

В силу этого все элементные массы по шкале Астона будут несколько больше, чем классические элементные массы, т. е. массы, принимаемые до сих пор Международной комиссией. [c.146]

Открытие масс-спектра относится примерно к 1914 г., когда Дж. Дж. Томсоном при исследовании положительных (каналовых) лучей было обнаружено, что вновь открытый элемент — неон — должен состоять из двух элементов, одного с атомным весом 20 и другого с атомным весом 22. Спустя шесть лет Астоном был создан масс-спектрограф и было доказано, что обычный неон действительно состоит из двух изотопов. Это открытие полои нло начало интенсивной работе, которая в конце концов привела к измерению масс изотопов всех устойчивых элементов и к установленшо физической шкалы атомных весов. [c.335]

Астон И комитет Международной комиссии по атомным весам пришли в 1931 г. к общему мнению [135], что изменять химическую или физическую шкалы масс для приведения их к точному соответствию нет необходимости, поскольку коэффициент пересчета близок к единице и изменения, которые он может внести в измеряемые величины, будут слишком незначительны, чтобы заметно повлиять на атомные веса. Бёрдж и Менцель [213] также обсуждали значение коэффициента пересчета и указали на отсутствие методов, доказывающих, что относительная распространенность изотопов кислорода в образцах кислорода из различных источников строго постоянна. Возможное непостоянство относительной распространенности изотопов кислорода ставило вопрос об изменении основы системы атомных весов, поскольку имеющиеся системы связывались одна с другой относительно неопределенным фактором. Однако такое изменение не было произведено, несмотря на то, что в настоящее время хорошо известно, что относительная распространенность стабильных изотопов кислорода [505], так же как и других легких элементов, в некоторой степени зависит от источника их получения. Этот вопрос более обстоятельно обсуждается в гл. 3. [c.42]

А31. Seth J. В., Rao . V. H., О линейности шкалы масс в масс-спектрографе типа Астона. (Геометрическое и аналитическое исследование кривой распределения по массам.) Indian J. Phys., 16, 219—227 (1942). [c.577]

Основным физическим методом, использованным при открытии изотопов стабильных элементов, стал метод катодных лучей, впервые применённый для анализа масс элементов Дж.Дж. Томпсоном — метод парабол [5. Исследуя газовую составляющую воздуха, Томпсон в 1913 году впервые наблюдал раздвоение на фотопластинке параболы, описывающей массы атомов инертного газа неона, что было невозможно объяснить присутствием в катодных лучах какой-либо с ним связанной молекулярной составляющей. Война прервала эти работы, но сразу с её окончанием Ф. Астон, работавший до войны с Томпсоном, вернулся к этой тематике и, критически пересмотрев метод парабол, сконструировал первый масс-спектрограф для анализа масс изотопов, имевший разрешение на уровне 1/1000 [6. В 1919 году он использовал новый прибор для исследования проблемы неона и показал, что природный неон является смесью двух изотопов — Ые-20 и Ме-22 [7], так что его химический атомный вес 20,2 (в единицах 1/16 массы кислорода), отличный от целого числа 20, можно объяснить, предполагая, что естественный неон — смесь двух изотопов, массы которых близки к целым числам, смешанных в пропорции 1 10. Тем самым Ф. Астон впервые убедительно экспериментально доказал принципиальное существование изотопов стабильных элементов, которое уже широко дискутировалось в то время в теоретических работах В. Харкинса в связи с проблемой целочисленности атомных весов [8]. Получив прямое подтверждение существования изотопов неона, Астон вскоре на том же приборе, развивая успех, показал сложный изотопный состав хлора, ртути, аргона, криптона, ксенона, ряда галогенов — иода, брома, нескольких элементов, легко образующих летучие соединения — В, 51, Р, 5, Аз, и ряда щелочных металлов — элементов первой группы таблицы Менделеева. Он также зафиксировал шкалу масс ядер, положив в её основу кислород (0-16) и углерод (С-12), в то время считавшихся моноизотопными, и провёл сопоставление их масс. К концу 1922 года им были найдены наиболее распространённые изотопы около трёх десятков элементов (см. табл. 2.1), за что 12 декабря 1922 года он получает Нобелевскую премию. Несколько раньше (1920) он, проанализировав первый экспериментальный материал, формулирует эмпирическое правило целочисленности атомных весов изотопов в шкале 0-16 [9]. В 1922 году в исследовании изотопов к нему присоединился А. Демпстер, предложивший свой вариант магнитного масс-спектро-метра с поворотом исследуемых пучков на 180 градусов [10]. Он открыл основные изотопы магния, кальция, цинка и подтвердил существование двух изотопов лития, найденных перед этим Ф. Астоном и Дж.П. Томпсоном (табл. 2.1). [c.39]

Естественный водород обычно не содержит хоть сколько-нибудь заметных количеств радиоактивного трития, но содержание дейтерия в нем составляет 0,015% от общего числа атомов, т. е. примерно 1 атом D на 6800 атомов Н. Это обстоятельство— примесь более тяжелых атомов к обычным атомам протия — не может не отразиться на элементной массе водорода как элемента в целом. Поэтому самую величину 1,008 лучше не называть атомным весом или атомной массой водорода, а элементной массой. Еще резче указываемая разница проявляется в случае таких элементов, которые составлены из смеси нескольких атомных разновидностей, если последние более или менее равноправны по количеству своих атомов. Так, например, элементная масса хлора, равная 35,457, вовсе не отвечает атомам с такой массой, а является величиной, получаемой по правилу смешения из 75,4% атомов легкого хлора (массы их по шкале Астона 34,9802) и 24,6% (от общего числа атомов), приходящихся на долю тяжелого хлора (масса по шкале Астона 36,97756). [c.142]

I грамм-молекуле химически чистого вещества, но грамм-молеку- лярное количество, например, кислорода зависит от принятой шкалы элементных масс. Принимая шкалу Стаса, мы считаем моль киблорода равным ровно 32 и в нем полагаем присутствующими 6,02336 10 3 молекул. В шкале Астона моль кисло- [c.147]

В качестве примера перечислим классическую элементную массу ртути, равную 200,61, на шкалу Астона путем помноже-ния на 1,00027 получаем новую элементную массу, равную 200,66. Разница превышает возможные ошибки опыта и должна быть учитываема на практике, если мы хотим сравнить результаты, полученные масс-спектрометрически или с помощью весовых определений. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология