Как определяют атомную массу химических элементов?







+3 +/-
Профиль пользователя Reviles Спросил: Reviles  (рейтинг 26989) Категория: наука и техника

Ответов: 2

1 +/-
Лучший ответ

Исторически сначала был открыт закон Дальтона (закон кратных отношений) - что элементы вступают в реакции всегда в строго определённом весовом соотношении. Это позволило составить таблицу относительных атомных масс. Было найдено, что наименьшая атомная масса - у водорода, а массы всех прочих кратны ей, поэтому массы атомов всех остальных элементов стали выражать через массу атома водорода. Собсно, именно это утверждение и составляет суть упомянутого метода Конницаро.

Но это ещё никак не говорило о том, чему же равна масса атома водорода "в граммах". То есть не существовало абсолютной единицы атомной массы.

Способ к определению этой единицы появился с открытием закона Авогадро (это произошло вскоре после открытия Дальтона): в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул. Вскоре этот закон был распространён и на остальные вещества. Так появилось понятие моля и молярной массы, поэтому всё, что осталось, - это определить точное значение числа Авогадро (сущий пустяк...).

Путь к численному определению яисла Авогадро, а значит, и к определению "истинной массы" атома, открыл закон Фарадея для электролиза: на выделение 1 моля вещества при электролизе требуется заряд, пропорциональный "постоянной Фарадея" (коэффициент пропорциональности - валентность элемента, выделяемого при электролизе). Как только в конце 19 века Милликену удалось непосредственно измерить заряд электрона, по величине этого заряда и по значению постоянной Фарадея удалось вычислить значение числа Авогадро, а значит - вычислить и "атомную единицу массы", массу одного атома водорода (сейчас у 1 а. е.м несколько другое определение, но оно связано чисто с методологией измерения, обеспечивающей максимальную точность и воспроизводимость, а не с природой оной массы).

Справедливости ради стоит отметить, что ещё до определения заряда электрона значение числа Авогадро определил австрийский физик Й. Лошмидт ("число Лошмидта" иногда используется и по сей день). Он, на основе газокинетической теории газов, сумел определить число молекул газа в 1 см?, откуда враз вычисляется число Авогадро. Но определение через заряд электрона и постоянную Фарадея оказалось более точным.

А масс-спектрометры - это уже совсем другая история...

Ответил на вопрос: Bezzo 
4 +/-

Сегодня чаще всего определяют атомную массу химических элементов при помощи масс-спектрометра.

Но во времена, когда еще не было масс-спектрометров, использовали различные методы. Вот один из таких методов.

Сперва вещество переводят в газообразное или парообразное состояние и измеряют плотность полученного газа. После этого вычисляют молярную массу вещества. Зная молярную массу, по химической формуле вещества вычисляют значения массы атомов элементов из которых состоит вещество. Этот метод получил название метода Канниццаро.

Для определения атомных масс нелетучих соединений использовали закон Дюлонга и Пти. В этом методе искали теплоемкость грамм-атома элемента в твердом состоянии. Дальше рассчитывали атомную массу химического элемента.

Со временем появились и другие, более совершенные и точные методы.

Ответил на вопрос: Lavette 

Похожие вопросы

Спросил
1 Отв.
Почему для относительной атомной и молекулярных масс нет единиц измерений?
Ответ: Любые относительные величины не имеют единиц измерения, так как размерности сокращаются. Относительная атомная и относительная молекулярная массы-это отношение ... Читать далее...
Автор вопроса: Jongsma, в категории | | | |
Спросил Jongsma
10 Отв.
Школа Аватарии. Какой элемент имеет атомную массу 35.453?
Ответ: Правильный ответ на данный вопрос аватарии - хлор. Хлор - это ядовитый газ желтовато-зеленого цвета, с резким запахом. Этот химический элемент имеет номер ... Читать далее...
Автор вопроса: Atomised, в категории | | | |