Относителната атомна маса на един елемент в химията и историята на нейното определение

В процеса на развитие на науката, химията се сблъска с проблема за изчисляване на количеството на веществото за провеждане на реакции и веществата, получени в хода им.

Днес за такива изчисления на химическата реакция между вещества и смеси се използва стойността на относителната атомна маса, посочена в периодичната таблица на химичните елементи на Д. И. Менделеев.

Химичните процеси и влиянието на дела на даден елемент в вещества върху хода на реакцията

Съвременната наука под дефиницията на "относителна атомна маса на химичния елемент" означава колко пъти масата на атома на даден химичен елемент е повече от една дванадесета от въглеродния атом.

С раждането на ерата на химията нараства необходимостта от точни определения на хода на химическата реакция и нейните резултати. Затова химиците непрекъснато се опитват да решат проблема с точните маси на взаимодействащи елементи в дадено вещество. Едно от най-добрите решения по това време е било задължително за най-лекия елемент. А теглото на неговия атом беше взето като единица.

Историческият курс на преброяване на веществата

Първоначално се използва водород, след това кислород. Но този метод на изчисление беше неточен. Причината за това е наличието на изотопи с маса 17 и 18 в кислород.

Ето защо, имайки смес от изотопи, технически получиха номер, различен от шестнадесет. Понастоящем относителната атомна маса на елемента се изчислява въз основа на теглото на въглеродния атом, взет като основа, в съотношение 1/12.

Далтон постави основите на относителната атомна маса на елемента

Само известно време по-късно, през 19-ти век, Далтън предлага изчисляване на най-лекия химичен елемент, водород. На лекции пред своите ученици той демонстрира върху изсечени от дърво фигури как са свързани атомите. За други елементи той използва данни, получени преди това от други учени.

Според експериментите на Лавоазие водата съдържа петнадесет процента водород и осемдесет и пет процента кислород. С тези данни Далтън изчислява, че относителната атомна маса на елемента, който е част от водата, в този случай кислород, е 5,67. Заблудата на неговите изчисления се дължи на факта, че той смята, че е грешен по отношение на броя на водородните атоми във водната молекула.

Според него има един водороден атом на кислороден атом. Използвайки данните на химика Остин, че 20% от водорода и 80% от азота са в състава на амоняка, той изчислява каква е относителната атомна маса на азота. С този резултат той стигна до интересно заключение. Оказа се, че относителната атомна маса (формулата на амоняка е погрешно приета с една молекула водород и азот) е четири. В изчисленията си ученият разчита на периодичната таблица на Менделеев. Според анализа той е изчислил, че относителната атомна маса на въглерода е 4,4, вместо предварително приетите дванадесет.

Въпреки сериозните си неуспехи, Далтън първо създаде таблица с някои елементи. Тя е претърпяла многократни промени по време на живота на един учен.

Изотопният компонент на веществото влияе върху точността на относителното атомно тегло

При разглеждане на атомните маси на елементите може да се отбележи, че точността на всеки елемент е различна. Например, в литий е четирицифрено, а във флуор - осемцифрено. Проблемът е, че изотопният компонент на всеки елемент е негов и непостоянен. Например в обикновената вода има три вида водороден изотоп. Те, освен обичайния водород, включват деутерий и тритий.

Относителната атомна маса на водородните изотопи е съответно две и три. "Тежка" вода (образувана от деутерий и тритий) се изпарява по-лошо. Следователно, в парното състояние, водните изотопи са по-малки, отколкото в течно състояние.

Селективността на живите организми към различните изотопи

Живите организми имат селективно свойство по отношение на въглерода. За изграждане на органични молекули се използва въглерод с относителна атомна маса от дванадесет. Следователно веществата от органичен произход, както и редица минерали, като въглища и нефт, съдържат по-малко изотопни съставки, отколкото неорганичните материали.
Микроорганизмите, които обработват и натрупват сяра, оставят изотоп на сяра 32. В райони, където бактериите не се обработват, делът на изотопа на сярата е 34, т.е. Именно на основата на съотношението на сяра в скалите на почвата геолозите стигат до заключението за естеството на произхода на слоя - независимо дали е от магматична природа или седиментна.

От всички химични елементи само един няма изотопи - флуор. Следователно относителната му атомна маса е по-точна от другите елементи.

Наличие в природата на нестабилни вещества

Някои елементи имат относителна маса в квадратни скоби. Както виждате, това са елементи, разположени след уран. Факт е, че те нямат стабилни изотопи и се разлагат с освобождаване на радиоактивно лъчение. Следователно, най-стабилният изотоп е посочен в скоби. С течение на времето се оказа, че някои от тях могат да имат стабилен изотоп в изкуствени условия. Необходимо е да се променят атомните маси на някои трансуранови елементи в периодичната система на Менделеев.

В процеса на синтезиране на нови изотопи и измерване на продължителността на живота им, понякога е било възможно да се открият нуклиди с полуживот милиони пъти по-дълго.

Науката не стои неподвижно, постоянно се откриват нови елементи, закони, взаимовръзки между различни процеси в химията и природата. Следователно, в каква форма химията и периодичната система на химичните елементи на Менделеев ще се появят в бъдеще, след сто години, е неясна и несигурна. Но искам да повярвам, че произведенията на химиците, натрупани през последните векове, ще служат на ново, по-съвършено познание за нашите потомци.