Frissítve Atomic Weights: ideje, hogy vizsgálja felül a táblázat

annak ellenére, hogy a közhiedelem, atomtömeg nem feltétlenül állandók a természet. A tudósok ezen értékek mérésére való képessége rendszeresen javul, ezért elvárható, hogy ezeknek az értékeknek a pontossága idővel javuljon. Az IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) izotóp Abundanciák és Atomsúlyok Bizottsága (CIAAW) feladata, hogy rendszeresen felülvizsgálja az atomtömeg-meghatározásokat és kiadja a frissített értékeket.

A Pure and Applied Chemistry-ben közzétett értékelés szerint a szelén és a molibdén elemeknél még a négy jelentős számjegyre rövidített egyszerűsített táblázatot is frissíteni kell. Az “elemek Atomsúlyai” legutóbbi , 2015-ös kiadása szerint újabb frissítésre van szükség az ytterbium számára.

sok Standard Atomtömeg nem a természet állandója

bár sokan azt tanították, hogy a kémiai osztálytermeink periódusos rendszerében található atomtömeg-értékek a természet állandói, több mint fél évszázada ismert, hogy sok elem atomtömege nem a természet állandója. Azonban csak az elmúlt években frissítették a Standard Atomsúlyok IUPAC táblázatát, hogy tisztázzák ezt a tényt azáltal, hogy az egyértékű atomtömeg-értékeket atomtömeg-intervallumokkal helyettesítik (lásd és ).

például a 2009-es táblázatból kiindulva a lítium atomtömegét 6,941 0,002-ről megváltoztatták annak jelzésére, hogy a természetben előforduló lítium minták atomtömege, amely magában foglalja a normál kémiai reagenseket, az anyag forrásától függően 6,938 és 6,997 között mozoghat (Lásd az ábrát. 1). Ha valaki ismeri a lítium forrását egy mintában, akkor pontosabb értéke lehet az atomtömegnek. Ha azonban a forrás ismeretlen, akkor az atomtömeg értéke lehet az egyik vagy a másik véglet.

ma a tizenkét elem standard atomtömegértékeit a legjobban intervallumként lehet jelenteni. Ezek hidrogén, lítium, bór, szén, nitrogén, oxigén, magnézium, szilícium, kén, klór, bróm, tallium. Az atomtömeg-adatok egyes felhasználóinak rögzített értékre van szükségük, például a kereskedelem és a kereskedelem szempontjából. E célból a CIAAW hagyományos atomtömeg-értékeket ad meg ezekre az elemekre (lásd a fület. 1).

1.táblázat. A kiválasztott elemek hagyományos atomtömegei és atomtömeg-intervallumai négy számjegyre rövidítve .

Element name

Symbol

Atomic number

Conventional atomic weight

Atomic-weight interval

hydrogen

H

lithium

Li

boron

B

carbon

C

nitrogen

N

oxygen

O

magnesium

Mg

silicon

Si

sulfur

S

chlorine

Cl

bromine

Br

thallium

Tl

Atomic Weights for Elements with More than One Stable Isotope

An atomic az e elem tömege, Ar(e) szimbólum, a relatív atomtömeg szorzatának összege, valamint az adott elem stabil és hosszú élettartamú radioaktív izotópjainak hányada egy adott mintában. Mivel a relatív atomtömegek nagy pontossággal ismertek, a csak egy stabil vagy hosszú élettartamú radioaktív izotópot tartalmazó elemek atomtömege szintén nagy pontossággal ismert. Például az arany-197 (197au) az arany egyetlen stabil izotópja, relatív atomtömege (atomtömeg) Ar(197au) = 196,96657, 8 számjegyre kifejezve. Így az arany atomtömege, az Ar (Au) viszonylag pontosan kifejezhető 196,96657-ként, amelyet négyjegyű táblázatban 197,0-ra kerekítenének.

egynél több stabil vagy hosszú élettartamú radioaktív izotóppal rendelkező elemek esetében az atomtömeg pontossága lényegesen alacsonyabb,mivel az adott mintában az egyes izotópok frakcionált mennyiségének meghatározása alacsonyabb. Például a lítiumnak két stabil izotópja van, a 6Li és a 7Li, relatív atomtömege 6,0151229 és 7,0160034, 8 számjegyre kifejezve.

a 6LI és a 7li frakcióinak legjobb mérése azonban egy mintában 0,07589 0,00024 és 0,92411 0,00024-et ad, ami ar(Li) atomtömegét eredményezi:

Ar(Li)) = 6.0151229 × (0.07589 ± 0.00024) + 7.0160034 × (0.92411 ± 0.00024) = 6.9400 ± 0.0002

így a mintában lévő két lítium izotóp mennyiségének mérésében az analitikai bizonytalanság csak öt számjegy pontossággal korlátozza a lítium atomtömegét.

a mintában a 7li mennyiségének frakciójának természetes változása tovább korlátozza az atomtömeg pontosságát. Ezt az 1. ábra mutatja a kiválasztott lítiumtartalmú anyagok esetében. A mintában szereplő meghatározott izotóp mennyiségének frakcióját mólfrakciónak is nevezik, az összegfrakció, az atomfrakció, vagy az izotópos bőség. Vegye figyelembe, hogy az atomsúlyok dimenzió nélküli mennyiségek, mert a relatív atomtömegeket a szén-12 atom tömegének tizenkettedére skálázzuk.

az atomtömeg változása a lítium-7 mólfrakciójával egyes lítiumtartalmú anyagokban

1.ábra. Az atomtömeg változása a 7li mólfrakcióval egyes lítiumtartalmú anyagokban (módosítva ).

Atomsúlyok négy jelentős számra

negyven évvel ezelőtt az 1975-ös értékek alapján az Atomsúlyok első táblázatát a CIAAW irányítása alatt dolgozták ki, és az IUPAC kémiai Oktatási Bizottsága tette közzé . Az utóbbi években hasonló táblázatokat tettek közzé a Pure and Applied Chemistry-ben, valamint a Bizottság kétévenkénti részletes áttekintéseit. A Bizottság azonban elismerte, hogy a Standard atomtömegek teljes táblázatában (például alumínium (alumínium) vagy fluor esetében legfeljebb 9 számjegy, cézium (cézium) esetében pedig akár 10 számjegy) szereplő adatok és jelentős számjegyek száma meghaladja számos felhasználó igényét és érdekeit. A rövidített táblázatot is közzétették azzal a várakozással, hogy a későbbi változások minimálisak lesznek.

2.táblázat. A kiválasztott elemek négyjegyű atomtömeg-értékeinek táblázata az évek során.

Symbol

1961

1975

1983

2007

2009

2013

2015

Current value

Li

6.939

6.941*

6.941(2)

B

10.81

10.81*

10.81

10.81*

S

32.06

32.06*

32.07

32.07*

Ti

47.90

47.88(3)

47.87

47.87

Ge

72.59

72.59(3)

72.64

72.63

72.63

Se

78.96

78.96(3)

78.97

78.97

Mo

95.94

95.96(2)*

95.95*

95.95*

Yb

173.0

173.1*

173.0*

173.0*

az elem stabil izotópjai; zárójelben jelenik meg a standard atomtömeg bizonytalansága, amely nagyobb, mint az 1.számjegy, az utolsó jelentős számjegy után, amelyhez tulajdonítják.)

az atomtömeg-értékek minimális változásának várakozása érvényes előrejelzés volt. Öt elem (lítium, bór, kén, titán és germánium) kivételével a négyjegyű standard atomtömeg-értékek öt évtized alatt nem változtak egynél több számjegygel. Ezen elemek közül három (lítium, bór és kén) esetében a különbségek a természetes izotópos frakcionálás felismeréséből adódnak normál anyagokban. A két másik, a titán és a germánium javulása a tömegspektrometria alkalmazásának köszönhető, hogy pontosabb izotóp-abundanciákat és így pontosabb atomtömeg-értékeket határoztak meg .

A 2013-as táblázatban közölt értékek áttekintése a szelén és a molibdén két négyjegyű standard atomtömegértékének frissítését eredményezte. A legutóbbi 2015-ös kiadás további frissítést váltott ki az Ytterbium elemhez. Ezekben az esetekben a revíziók a nagy pontosságú tömegspektrometriával végzett jobb méréseknek köszönhetők.

Ha rendszeresen négy számjegyre rövidített táblázatot keres, győződjön meg róla, hogy frissíti a táblázatot a legújabb értékekkel.

Köszönetnyilvánítás

Kerri Miller (University of Calgary, Kanada), Peter Atkins professzor (Lincoln College, Egyesült Királyság), Ian Mills professzor (University of Reading, Egyesült Királyság) és Peter Mahaffy professzor (The King ‘ s University, Edmonton, Kanada) megjegyzéseit nagyra értékelik. A US Geological Survey Nemzeti Kutatási Programjának támogatása lehetővé tette ezt a jelentést.

szerzők

Tyler B. Coplen
USA. Geological Survey, Reston, Virginia, USA, E-mail: [email protected]

Fabienne Meyers
A tiszta és alkalmazott kémia Nemzetközi Szövetsége, C / o Bostoni Egyetem, Kémiai Tanszék, Boston, MA, USA, e-mail: [email protected] Norman E. Holden nemzeti nukleáris adatközpont, Brookhaven Nemzeti Laboratórium, Upton, New York, USA, e-mail: [email protected]

Juris Meija, Tyler B. Coplen, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul de bi Xxivre, Manfred gr Xxlning, Norman E. Holden, Johanna Irrgeher, Robert D. Loss, Thomas Walczyk, Thomas Prohaska, Pure Appl. Chem. 2016, 88, 265–291. DOI: 10.1515 / pac-2015-0305

IUPAC sajtóközlemény, 24 augusztus 2015. Link

M. E. Wieser, T. B. Coplen, Pure Appl. Chem. 2011, 83, 359–396. DOI: 10.1351 / PAC-REP-10-09-14

T. B. Coplen, N. E. Holden, kémia nemzetközi 2011, 33 (2), 10-15. Link

IUPAC kémiai Oktatási Bizottság, Int. Hírek Chem. Educ. (1975. június), 2.

A. E. Cameron, E. Wichers, J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 4175–4197. DOI: 10.1021 / ja00881a001

J. R. De Laeter et al., Tiszta Alkalmazás. Chem. 2003, 75, 683–800. DOI: 10.1351 / pac200375060683

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.