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原子量:概念、測量與應用

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在化學的微觀世界里,原子量是一個極為關鍵的概念,它像一把神奇的鑰匙,為我們打開了理解物質構成、化學反應以及眾多化學現象的大門。那么,原子量究竟是什么?它又是如何被測定的?在實際應用中又發揮著怎樣至關重要的作用呢?今天,就讓我們一同深入探尋原子量的奧秘。?
原子量的概念?
原子量,更準確地說是相對原子質量,是指某元素的一個原子的平均質量與標準原子質量單位(碳 - 12 原子質量的 1/12)的比值 。對于自然界存在的元素,我們所熟知的原子量是按各同位素豐度權重而取的平均值。打個比方,如果把原子比作一個個不同重量的小珠子,那么原子量就是這些小珠子平均重量的一種相對表示。例如,氫元素有氕、氘、氚三種同位素,它們的原子質量各不相同,而我們平常所說的氫的原子量約為 1.008,就是綜合考慮了這三種同位素在自然界中的豐度后得出的平均值 。?
原子量的測量方法演變?
早期化學測量法?
原子量的測量歷史可以追溯到 19 世紀初期。英國化學家約翰?道爾頓在 1803 年提出了自己的原子論,并于 1805 年發表了一個原子量表 。他設定 H = 1 作為原子量基準,通過元素相互作用時的比例來確定其他原子的相對重量。但由于當時確定化合物組成原則缺乏科學依據,加上測定化合物中各原子質量百分比不準確,導致他求出的原子量值錯誤較多 。?
隨后,瑞典科學家貝齊里烏斯在 1814 - 1826 年間,先后發表了化學法測定的 50 個元素的原子量表,測量精度達到 ±(1% - 2%) 。他改進了道爾頓的方法,利用氣體反應體積簡比定律等成果來確定化合物組成,同時選擇氧作為原子量基準,規定氧的原子量為 100 。但對于非氣體物質,他的假設存在局限性,導致部分原子量測定有誤 。?
1860 年,比利時化學家斯達提出以 Ar (O) = 16 為基準,很快得到大家的公認并在化學領域沿用了整整一個世紀 。他通過提高樣品純度,將天平的靈敏度提高到 0.03 毫克,以及選用高純度的金屬銀作為測定基準物等一系列改進方法,實現了多種元素原子量的精確測量 。美國化學家理查茲發明了著名的 “哈佛法”,對斯達的原子量值進行了修正,進一步提高了原子量量值的準確度 。

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