Relative Atommasse si. Relative Atommasse eines Elements in der Chemie und die Geschichte ihrer Bestimmung

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Die Masse eines Atoms. Relative Atommasse

Das Material des Absatzes hilft Ihnen dabei, Folgendes herauszufinden:

> was ist der unterschied zwischen der masse eines atoms und der relativen Atommasse ;
> warum es praktisch ist, relative Atommassen zu verwenden;
> wo man den Wert der relativen Atommasse eines Elements findet.

Das ist interessant

Die Masse eines Elektrons beträgt etwa 9 10 -28 g.

Die Masse eines Atoms.

Eine wichtige Eigenschaft eines Atoms ist seine Masse. Fast die gesamte Masse eines Atoms ist im Kern konzentriert. Elektronen haben eine so kleine Masse, dass sie normalerweise vernachlässigt wird.

verglichen mit 1/12 - der Masse des Kohlenstoffatoms (es ist fast 12-mal schwerer als das Wasserstoffatom). Diese kleine Masse wurde als atomare Masseneinheit bezeichnet (abgekürzt als a. e. m.):

1 ein. em \u003d 1 / 12m a (C) \u003d 1/12 1,994 10 -23 g \u003d 1,662 10 -24 g.

Die Masse des Wasserstoffatoms stimmt fast mit der atomaren Masseneinheit überein: m a (H) ~ 1a. e. m. Die Masse eines Atoms von Uranus ist größer als es in

Also
m ein (U) ~ 238 ein. essen.

Die Zahl, die man erhält, wenn man die Masse des Atoms eines Elements dividiert durch atomare Einheit Masse wird die relative Atommasse des Elements genannt. Dieser Wert wird mit A r (E) bezeichnet:

Der Index neben dem Buchstaben A – dem ersten Buchstaben des lateinischen Wortes relativus – ist relativ.

Die relative Atommasse eines Elements zeigt das Vielfache der Masse eines Atoms Element mehr als 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms.

m ein (H) \u003d 1,673 · 10 -2 · 4 g

m ein (H) \u003d 1 ein. essen.

A r (H) = 1

Die relative Atommasse eines Elements hat keine Dimension.

Die erste Tabelle der relativen Atommassen wurde vor fast 200 Jahren von dem englischen Wissenschaftler J. Dalton zusammengestellt.

Auf der Grundlage des präsentierten Materials können die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden:

Relative Atommassen sind proportional zu den Massen der Atome;
die Verhältnisse der Atommassen sind die gleichen wie die der relativen Atommassen.

Die Werte der relativen Atommassen chemischer Elemente sind eingeschrieben Periodensystem .

John Dalton (1766-1844)

Hervorragendes Englisch Physiker und Chemiker. Mitglied der Royal Society of London (englische Akademie der Wissenschaften). Er stellte als erster eine Hypothese über unterschiedliche Massen und Größen von Atomen auf, bestimmte die relativen Atommassen vieler Elemente und erstellte die erste Tabelle ihrer Werte (1803). Er schlug Elementesymbole und Bezeichnungen chemischer Verbindungen vor.

Nachdem er über 200.000 meteorologische Beobachtungen gemacht und die Zusammensetzung und Eigenschaften der Luft untersucht hatte, entdeckte er die Gesetze des Partialdrucks (Teildruck). Gase(1801), Wärmeausdehnung von Gasen (1802), Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten (1803).

Reis. 35. Zelle des Elements Uranus

Sie werden mit sehr hoher Präzision bestimmt; die entsprechenden Nummern sind meist fünf- und sechsstellig (Abb. 35).

Bei herkömmlichen chemischen Berechnungen werden die Werte der relativen Atommassen normalerweise auf ganze Zahlen gerundet. Also für Wasserstoff und Uranus

Ar(H)=1,0079~1;
A r (U) = 238,029 ~ 238.

Nur der Wert der relativen Atommasse von Chlor wird auf Zehntel aufgerundet:

A r (Cl) = 35,453 ~ 35,5.

Finden Sie im Periodensystem die Werte der relativen Atommassen von Lithium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Neon und runden Sie diese auf ganze Zahlen auf.

Wie oft ist die Masse der Atome Kohlenstoff, Sauerstoff, Neon und Magnesium größer als die Masse des Heliumatoms? Verwenden Sie für Berechnungen gerundete relative Atommassen.

beachten Sie: Die Elemente sind im Periodensystem in aufsteigender Reihenfolge der Atommassen angeordnet.

Schlussfolgerungen

Atome haben eine extrem kleine Masse.

Zur Vereinfachung der Berechnungen werden die relativen Massen von Atomen verwendet.

Die relative Atommasse eines Elements ist das Verhältnis der Masse des Atoms des Elements zur Masse des Kohlenstoffatoms.

Die Werte der relativen Atommassen sind im Periodensystem der chemischen Elemente angegeben.

?
48. Was ist der Unterschied zwischen den Begriffen „Atommasse“ und „relative Atommasse“?
49. Was ist eine atomare Masseneinheit?
50. Was bedeuten die Einträge A r und A r?
51. Welches Atom ist leichter - Kohlenstoff oder Titan? Wie oft?
52. Was hat eine große Masse: ein Fluoratom oder zwei Lithiumatome; zwei Magnesiumatome oder drei Schwefelatome?
53. Finden Sie im Periodensystem drei oder vier Paare von Elementen, deren Massenverhältnis der Atome ist: a) 1: 2; b) 1:3.
54. Berechnen Sie die relative Atommasse von Helium, wenn die Masse eines Atoms dieses Elements 6,647 - 10 -24 g beträgt.
55. Berechnen Sie die Masse eines Berylliumatoms.

Popel P. P., Kriklya L. S., Chemie: Pdruch. für 7 Zellen. zahalnosvit. Navi. zakl. - K.: Ausstellungszentrum "Akademie", 2008. - 136 S.: il.

Um die Masse eines Atoms zu messen, wird die relative Atommasse verwendet, die in atomaren Masseneinheiten (a.m.u.) ausgedrückt wird. Die relative Molekülmasse ist die Summe der relativen Atommassen von Stoffen.

Konzepte

Um zu verstehen, was die relative Atommasse in der Chemie ist, sollte man verstehen, dass die absolute Masse eines Atoms zu klein ist, um in Gramm und noch mehr in Kilogramm ausgedrückt zu werden. Daher wird in der modernen Chemie 1/12 der Masse von Kohlenstoff als atomare Masseneinheit (amu) genommen. Die relative Atommasse ist gleich dem Verhältnis der absoluten Masse zu 1/12 der absoluten Masse des Kohlenstoffs. Mit anderen Worten, die relative Masse gibt an, wie oft die Masse eines Atoms einer bestimmten Substanz 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms übersteigt. Zum Beispiel ist die relative Masse von Stickstoff 14, d.h. das Stickstoffatom enthält 14 a. e. m. oder 14 mal mehr als 1/12 eines Kohlenstoffatoms.

Reis. 1. Atome und Moleküle.

Unter allen Elementen ist Wasserstoff das leichteste, seine Masse beträgt 1 Einheit. Die schwersten Atome haben eine Masse von 300 amu. essen.

Molekulargewicht - ein Wert, der angibt, wie oft die Masse eines Moleküls 1/12 der Masse von Kohlenstoff übersteigt. Auch ausgedrückt in a. e. m. Die Masse eines Moleküls setzt sich aus der Masse der Atome zusammen, daher müssen zur Berechnung der relativen Molekülmasse die Massen der Atome einer Substanz addiert werden. Beispielsweise beträgt das relative Molekulargewicht von Wasser 18. Dieser Wert ist die Summe der relativen Atommassen von zwei Wasserstoffatomen (2) und einem Sauerstoffatom (16).

Reis. 2. Kohlenstoff im Periodensystem.

Wie Sie sehen können, haben diese beiden Konzepte mehrere gemeinsame Merkmale:

• die relativen Atom- und Molekülmassen eines Stoffes sind dimensionslose Größen;
• die relative Atommasse wird mit A r bezeichnet, die Molekülmasse mit M r ;
• die Maßeinheit ist in beiden Fällen gleich - a. essen.

Die molaren und molekularen Massen stimmen zahlenmäßig überein, unterscheiden sich jedoch in der Dimension. Molmasse ist das Verhältnis der Masse eines Stoffes zur Anzahl der Mole. Es spiegelt die Masse eines Mols wider, die ist gleich der Zahl Avogadro, d.h. 6,02 ⋅ 10 23 . Beispielsweise wiegt 1 Mol Wasser 18 g / Mol und M r (H 2 O) \u003d 18 a. em (18 mal schwerer als eine atomare Masseneinheit).

Wie man rechnet

Um die relative Atommasse mathematisch auszudrücken, sollte man bestimmen, dass 1/2 Teil Kohlenstoff oder eine atomare Masseneinheit gleich 1,66⋅10 −24 g ist, daher lautet die Formel für die relative Atommasse wie folgt:

A r (X) = m a (X) / 1,66⋅10 −24 ,

wobei m a die absolute Atommasse der Substanz ist.

Die relative Atommasse chemischer Elemente ist im Periodensystem von Mendeleev angegeben, sodass sie bei der Lösung von Problemen nicht unabhängig berechnet werden muss. Relative Atommassen werden normalerweise auf ganze Zahlen gerundet. Ausnahme ist Chlor. Die Masse seiner Atome beträgt 35,5.

Es ist zu beachten, dass bei der Berechnung der relativen Atommasse von Elementen mit Isotopen deren Durchschnittswert berücksichtigt wird. Die Atommasse berechnet sich in diesem Fall wie folgt:

A r = ΣA r,i n ich ,

wobei A r,i die relative Atommasse von Isotopen ist, n i der Gehalt an Isotopen in natürlichen Mischungen ist.

Zum Beispiel hat Sauerstoff drei Isotope - 16 O, 17 O, 18 O. Ihre relative Masse beträgt 15,995, 16,999, 17,999 und ihr Gehalt in natürlichen Mischungen beträgt 99,759 %, 0,037 % bzw. 0,204 %. Dividiert man die Prozentsätze durch 100 und setzt man die Werte ein, erhält man:

Ar = 15,995 ∙ 0,99759 + 16,999 ∙ 0,00037 + 17,999 ∙ 0,00204 = 15,999 amu

Mit Bezug auf das Periodensystem ist es einfach, diesen Wert in einer Sauerstoffzelle zu finden.

Reis. 3. Periodensystem.

Relatives Molekulargewicht - die Summe der Massen der Atome einer Substanz:

Symbolindizes werden bei der Bestimmung des relativen Molekulargewichtswerts berücksichtigt. Beispielsweise lautet die Berechnung der Masse von H 2 CO 3 wie folgt:

Herr \u003d 1 ∙ 2 + 12 + 16 ∙ 3 \u003d 62 a. essen.

Wenn man das relative Molekulargewicht kennt, kann man die relative Dichte eines Gases aus dem zweiten berechnen, d.h. Bestimmen Sie, wie oft ein gasförmiger Stoff schwerer ist als der zweite. Dazu wird die Gleichung D (y) x \u003d M r (x) / M r (y) verwendet.

Was haben wir gelernt?

Ab der 8. Klasse lernten wir etwas über die relative Atom- und Molekülmasse. Die Einheit der relativen Atommasse ist 1/12 der Masse von Kohlenstoff, gleich 1,66⋅10 −24 g Um die Masse zu berechnen, muss die absolute Atommasse einer Substanz durch die Atommasseneinheit (a.m.u.) dividiert werden. . Der Wert der relativen Atommasse ist im Periodensystem von Mendeleev in jeder Zelle des Elements angegeben. Das Molekulargewicht eines Stoffes ist die Summe der relativen Atommassen der Elemente.

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DEFINITION

Eisen- sechsundzwanzigstes Element Periodensystem. Bezeichnung - Fe vom lateinischen "ferrum". Befindet sich in der vierten Periode, Gruppe VIIIB. Bezieht sich auf Metalle. Die Kernladung beträgt 26.

Eisen ist nach Aluminium das häufigste Metall auf der Erde: Es macht 4% (Masse) der Erdkruste aus. Eisen kommt in Form verschiedener Verbindungen vor: Oxide, Sulfide, Silikate. Eisen kommt im freien Zustand nur in Meteoriten vor.

Zu den wichtigsten Eisenerzen zählen magnetisches Eisenerz Fe 3 O 4 , rotes Eisenerz Fe 2 O 3 , braunes Eisenerz 2Fe 2 O 3 × 3H 2 O und Spateisenerz FeCO 3 .

Eisen ist ein silbriges (Abb. 1) duktiles Metall. Es eignet sich gut zum Schmieden, Walzen und für andere Arten von Bearbeitung. Mechanische Eigenschaften Eisen ist stark von seiner Reinheit abhängig - vom Gehalt selbst sehr geringer Mengen anderer Elemente.

Reis. 1. Eisen. Aussehen.

Atom- und Molekulargewicht von Eisen

Relatives Molekulargewicht einer Substanz(M r) ist eine Zahl, die angibt, wie oft die Masse eines bestimmten Moleküls größer als 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms ist, und relative Atommasse eines Elements(A r) - wie oft die durchschnittliche Masse der Atome Chemisches Element mehr als 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms.

Da Eisen im freien Zustand in Form von einatomigen Fe-Molekülen vorliegt, sind die Werte seiner Atom- und Molekülmassen gleich. Sie sind gleich 55,847.

Allotropie und allotrope Modifikationen des Eisens

Eisen bildet zwei kristalline Modifikationen: α-Eisen und γ-Eisen. Das erste von ihnen hat ein kubisch raumzentriertes Gitter, das zweite ein kubisch flächenzentriertes Gitter. α-Eisen ist in zwei Temperaturbereichen thermodynamisch stabil: unter 912 o C und von 1394 o C bis zum Schmelzpunkt. Der Schmelzpunkt von Eisen liegt bei 1539 ± 5 o C. Zwischen 912 o C und 1394 o C ist γ-Eisen stabil.

Die Temperaturstabilitätsbereiche von α- und γ-Eisen sind auf die Art der Änderung der Gibbs-Energie beider Modifikationen bei einer Temperaturänderung zurückzuführen. Bei Temperaturen unter 912 o C und über 1394 o C ist die Gibbs-Energie von α-Eisen kleiner als die Gibbs-Energie von γ-Eisen und im Bereich von 912 - 1394 o C - mehr.

Isotope von Eisen

Es ist bekannt, dass Eisen in der Natur in Form der vier stabilen Isotope 54Fe, 56Fe, 57Fe und 57Fe vorkommen kann. Ihre Massenzahlen sind 54, 56, 57 bzw. 58. Der Kern eines Atoms des Eisenisotops 54 Fe enthält sechsundzwanzig Protonen und achtundzwanzig Neutronen, und die übrigen Isotope unterscheiden sich davon nur in der Anzahl der Neutronen.

Es gibt künstliche Eisenisotope mit Massenzahlen von 45 bis 72 sowie 6 isomere Kernzustände. Das langlebigste unter den oben genannten Isotopen ist 60 Fe mit einer Halbwertszeit von 2,6 Millionen Jahren.

Eisenionen

Die elektronische Formel, die die Verteilung der Eisenelektronen über die Bahnen zeigt, lautet wie folgt:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .

Durch chemische Wechselwirkung gibt Eisen seine Valenzelektronen ab, d.h. ist ihr Spender und verwandelt sich in ein positiv geladenes Ion:

Fe 0 –2e → Fe 2+ ;

Fe 0 -3e → Fe 3+.

Molekül und Atom von Eisen

Im freien Zustand liegt Eisen in Form von einatomigen Fe-Molekülen vor. Hier sind einige Eigenschaften, die das Atom und Molekül von Eisen charakterisieren:

Eisenlegierungen

Bis ins 19. Jahrhundert waren Eisenlegierungen vor allem für ihre Legierungen mit Kohlenstoff bekannt, die die Namen Stahl und Gusseisen erhielten. In Zukunft wurden jedoch neue Legierungen auf Eisenbasis geschaffen, die Chrom, Nickel und andere Elemente enthalten. Derzeit werden Eisenlegierungen in Kohlenstoffstähle, Gusseisen, legierte Stähle und Stähle mit besonderen Eigenschaften unterteilt.

In der Technik werden Eisenlegierungen üblicherweise als Eisenmetalle bezeichnet, und ihre Herstellung wird als Eisenmetallurgie bezeichnet.

Beispiele für Problemlösungen

Die physikalischen Eigenschaften von Eisen hängen von seinem Reinheitsgrad ab. Reines Eisen ist ein ziemlich duktiles silbrig-weißes Metall. Die Dichte von Eisen beträgt 7,87 g/cm 3 . Der Schmelzpunkt liegt bei 1539 °C. Im Gegensatz zu vielen anderen Metallen weist Eisen magnetische Eigenschaften auf.

Reines Eisen ist an der Luft ziemlich stabil. IN praktische Tätigkeiten aufgetragenes Eisen mit Verunreinigungen. Beim Erhitzen ist Eisen ziemlich aktiv gegenüber vielen Nichtmetallen. Betrachten Sie die chemischen Eigenschaften von Eisen am Beispiel der Wechselwirkung mit typischen Nichtmetallen: Sauerstoff und Schwefel.

Wenn Eisen in Sauerstoff verbrannt wird, entsteht eine Verbindung aus Eisen und Sauerstoff, die als Eisenzunder bezeichnet wird. Die Reaktion wird von der Freisetzung von Wärme und Licht begleitet. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Beim Erhitzen reagiert Eisen heftig mit Schwefel zu Eisen(II)-Sulfid. Die Reaktion wird auch von der Freisetzung von Wärme und Licht begleitet. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

Eisen ist in Industrie und Alltag weit verbreitet. Die Eisenzeit ist eine Ära in der Entwicklung der Menschheit, die zu Beginn des ersten Jahrtausends v. Chr. im Zusammenhang mit der Verbreitung der Eisenverhüttung und der Herstellung von Eisenwerkzeugen und Militärwaffen begann. Die Eisenzeit löste die Bronzezeit ab. Stahl tauchte erstmals im zehnten Jahrhundert v. Chr. in Indien auf, Gusseisen erst im Mittelalter. Reines Eisen wird zur Herstellung von Transformatoren- und Elektromagnetkernen sowie zur Herstellung von Speziallegierungen verwendet. In der Praxis werden vor allem Eisenlegierungen verwendet: Gusseisen und Stahl. Gusseisen wird zur Herstellung von Gussteilen und Stahl, Stahl - als korrosionsbeständiger Konstruktions- und Werkzeugwerkstoff verwendet.

Unter dem Einfluss von Luftsauerstoff und Feuchtigkeit rosten Eisenlegierungen. Das Rostprodukt lässt sich durch die chemische Formel Fe 2 O 3 · xH 2 O beschreiben. Ein Sechstel des erschmolzenen Gusseisens stirbt an Rost, daher ist das Thema Korrosionsschutz sehr relevant. Korrosionsschutzverfahren sind sehr vielfältig. Die wichtigsten davon sind: Schutz der Metalloberfläche mit einer Beschichtung, Bildung von Legierungen mit Korrosionsschutzeigenschaften, elektrochemische Mittel, Änderung der Zusammensetzung des Mediums. Schutzbeschichtungen werden in zwei Gruppen eingeteilt: metallisch (Beschichten von Eisen mit Zink, Chrom, Nickel, Kobalt, Kupfer) und nichtmetallisch (Lacke, Farben, Kunststoffe, Gummi, Zement). Durch die Einführung spezieller Zusätze in die Zusammensetzung der Legierungen wird Edelstahl erhalten.

Eisen. Das Vorkommen von Eisen in der Natur

Eisen. Verteilung von Eisen in der Natur. Biologische Rolle Drüse

Das zweite wichtige chemische Element nach Sauerstoff, dessen Eigenschaften untersucht werden, ist Ferum. Eisen ist ein metallisches Element, das eine einfache Substanz bildet - Eisen. Eisen ist ein Mitglied der achten Gruppe der sekundären Nebengruppe des Periodensystems. Entsprechend der Gruppennummer sollte die maximale Wertigkeit von Eisen acht sein, jedoch weist Ferum in Verbindungen häufiger Zweier- und Dreier-Wertigkeiten auf, sowie bekannte Verbindungen mit Eisen-Wertigkeit von sechs. Die relative Atommasse von Eisen beträgt sechsundfünfzig.

Bezogen auf seine Häufigkeit in der Zusammensetzung der Erdkruste nimmt Ferum nach Aluminium den zweiten Platz unter den metallischen Elementen ein. Der Massenanteil von Eisen in der Erdkruste beträgt fast fünf Prozent. In der Natur ist Eisen sehr selten, meist nur in Form von Meteoriten. In dieser Form konnten unsere Vorfahren das Eisen erstmals kennenlernen und als sehr wertvoll schätzen guter Stoff zum Herstellen von Werkzeugen. Es wird angenommen, dass Eisen der Hauptbestandteil des Kerns ist der Globus. Ferum kommt in der Natur häufiger als Bestandteil von Erzen vor. Die wichtigsten davon sind: magnetisches Eisenerz (Magnetit) Fe 3 O 4, rotes Eisenerz (Hämatit) Fe 2 O 3, braunes Eisenerz (Limonit) Fe 2 O 3 nH 2 O, Eisenkies (Pyrit) FeS 2 , Eisenspaterz (Siderit) FeCO3, Goethit FeO (OH). Das Wasser vieler Mineralquellen enthält Fe (HCO 3) 2 und einige andere Eisensalze.

Eisen ist ein lebenswichtiges Element. Sowohl im menschlichen Körper als auch bei Tieren ist Ferrum in allen Geweben vorhanden, der größte Teil (etwa drei Gramm) ist jedoch darin konzentriert Blutkugeln. Eisenatome nehmen in Hämoglobinmolekülen eine zentrale Stellung ein, ihnen verdankt das Hämoglobin seine Farbe und die Fähigkeit, Sauerstoff anzulagern und abzuspalten. Eisen ist am Prozess des Sauerstofftransports von der Lunge zu den Geweben des Körpers beteiligt. Der Tagesbedarf des Körpers an Ferum beträgt 15-20 mg. Seine Gesamtmenge gelangt in den menschlichen Körper mit Pflanzennahrung und Fleisch. Bei Blutverlust übersteigt der Bedarf an Ferum die Menge, die eine Person aus der Nahrung erhält. Eisenmangel im Körper kann zu einem Zustand führen, der durch eine Abnahme der Anzahl roter Blutkörperchen und des Hämoglobins im Blut gekennzeichnet ist. Medizinische Präparate Eisen sollte nur nach Anweisung eines Arztes eingenommen werden.

Chemische Eigenschaften von Sauerstoff. Verbindungsreaktionen

Chemische Eigenschaften von Sauerstoff. Verbindungsreaktionen. Das Konzept von Oxiden, Oxidation und Verbrennung. Bedingungen für den Beginn und das Ende der Verbrennung

Sauerstoff reagiert beim Erhitzen heftig mit vielen Stoffen. Wenn Sie glühende Holzkohle C in ein Gefäß mit Sauerstoff geben, wird sie weißglühend und brennt. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

C + ONaHCO 2 = CONaHCO 2

Schwefel S verbrennt in Sauerstoff mit hellblauer Flamme unter Bildung gasförmige Substanz- Schwefeldioxid. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

S + ONaHCO2 = SONaHCO2

Phosphor P verbrennt in Sauerstoff mit einer hellen Flamme zu dichtem weißem Rauch, der aus festen Partikeln von Phosphor(V)-oxid besteht. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

4P + 5ONaHCO 2 = 2PNaHCO 2 ONaHCO 5

Die Gleichungen für die Reaktionen der Wechselwirkung von Sauerstoff mit Kohle, Schwefel und Phosphor sind dadurch vereint, dass aus zwei Ausgangsstoffen jeweils ein Stoff entsteht. Solche Reaktionen, bei denen aus mehreren Ausgangsstoffen (Reagenzien) nur ein Stoff (Produkt) entsteht, nennt man Kommunikationsreaktionen.

Die Produkte der Wechselwirkung von Sauerstoff mit den betrachteten Stoffen (Kohle, Schwefel, Phosphor) sind Oxide. Oxide sind komplexe Substanzen, die zwei Elemente enthalten, von denen eines Sauerstoff ist. Fast alle chemischen Elemente bilden Oxide, mit Ausnahme einiger inerter Elemente: Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon. Es gibt einige chemische Elemente, die sich nicht direkt mit Sauerstoff verbinden, wie z. B. Aurum.

Chemische Reaktionen der Wechselwirkung von Stoffen mit Sauerstoff werden als Oxidationsreaktionen bezeichnet. Der Begriff "Oxidation" ist allgemeiner als der Begriff "Verbrennung". Verbrennung ist eine chemische Reaktion, bei der die Oxidation von Stoffen unter Freisetzung von Wärme und Licht erfolgt. Damit eine Verbrennung stattfinden kann, sind folgende Bedingungen erforderlich: enger Kontakt von Luft mit einem brennbaren Stoff und Erhitzen auf die Zündtemperatur. Für verschiedene Substanzen Zündtemperatur hat unterschiedliche Werte. Beispielsweise beträgt die Zündtemperatur von Holzstaub 610 ° C, Schwefel - 450 ° C, weißer Phosphor 45 - 60 ° C. Um das Auftreten einer Verbrennung zu verhindern, muss mindestens eine dieser Bedingungen angeregt werden. Das heißt, es ist notwendig, den brennbaren Stoff zu entfernen, ihn unter die Zündtemperatur zu kühlen und den Zugang von Sauerstoff zu blockieren. Verbrennungsprozesse begleiten uns im Alltag, daher muss jeder Mensch die Bedingungen für den Beginn und das Ende der Verbrennung kennen, sowie die notwendigen Regeln zum Umgang mit brennbaren Stoffen beachten.

Der Sauerstoffkreislauf in der Natur

Der Sauerstoffkreislauf in der Natur. Die Verwendung von Sauerstoff, seine biologische Rolle

Etwa ein Viertel der Atome aller lebenden Materie entfällt auf Sauerstoff. Da die Gesamtzahl der Sauerstoffatome in der Natur konstant ist, muss bei der Entfernung von Sauerstoff aus der Luft durch Atmung und andere Prozesse eine Wiederauffüllung erfolgen. Die wichtigsten Sauerstoffquellen in der unbelebten Natur sind Kohlendioxid und Wasser. Sauerstoff gelangt hauptsächlich als Ergebnis des Prozesses der Photosynthese in die Atmosphäre, an dem This-o-two beteiligt ist. Eine wichtige Quelle Sauerstoff ist die Erdatmosphäre. Ein Teil des Sauerstoffs wird dabei gebildet Oberteile Atmosphäre aufgrund der Dissoziation von Wasser unter Einwirkung von Sonnenstrahlung. Ein Teil des Sauerstoffs wird von grünen Pflanzen im Prozess der Photosynthese mit Asche-Zwei-O freigesetzt und das ist Zwei-in-Zwei. Atmosphärisches it-o-two wiederum wird als Ergebnis der Verbrennungs- und Atmungsreaktionen von Tieren gebildet. Atmosphärisches O-2 wird für die Bildung von Ozon in den oberen Teilen der Atmosphäre, oxidative Verwitterung von Gesteinen, bei der Atmung von Tieren und bei Verbrennungsreaktionen verbraucht. Die Umwandlung von t-zwei in tse-zwei führt zur Freisetzung von Energie bzw. für die Umwandlung von this-zwei in o-zwei muss Energie aufgewendet werden. Diese Energie ist die Sonne. Das Leben auf der Erde hängt also von zyklischen chemischen Prozessen ab, die durch den Eintrag von Sonnenenergie möglich werden.

Die Verwendung von Sauerstoff beruht auf seinen chemischen Eigenschaften. Sauerstoff wird in großem Umfang als Oxidationsmittel verwendet. Es wird zum Schweißen und Schneiden von Metallen in der chemischen Industrie verwendet - um verschiedene Verbindungen zu erhalten und einige Produktionsprozesse zu intensivieren. In der Raumfahrttechnik wird Sauerstoff zur Verbrennung von Wasserstoff und anderen Treibstoffen eingesetzt, in der Luftfahrt – beim Fliegen in großen Höhen, in der Chirurgie – um Patienten mit Atemnot zu unterstützen.

Die biologische Rolle des Sauerstoffs beruht auf seiner Fähigkeit, die Atmung zu unterstützen. Eine Person verbraucht beim Atmen für eine Minute durchschnittlich 0,5 dm3 Sauerstoff, tagsüber 720 dm3 und im Jahr 262,8 m3 Sauerstoff.
1. Die Reaktion der thermischen Zersetzung von Kaliumpermanganat. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

Der Stoff Kalium-Mangan-o-vier ist im Alltag unter der Bezeichnung „Kaliumpermanganat“ weit verbreitet. Der gebildete Sauerstoff wird durch eine glimmende Fackel angezeigt, die an der Öffnung des Gasauslassrohres der Vorrichtung, in der die Reaktion durchgeführt wird, oder beim Einbringen in ein Gefäß mit Sauerstoff hell aufblitzt.

2. Zersetzungsreaktion von Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Mangan(IV)oxid. Lassen Sie uns die Gleichung der chemischen Reaktion aufstellen:

Auch Wasserstoffperoxid ist aus dem Alltag bestens bekannt. Es kann verwendet werden, um Kratzer und kleinere Wunden zu behandeln (eine dreiprozentige Asche-zwei-oder-zwei-Gewichtslösung sollte in jedem Erste-Hilfe-Kasten enthalten sein). Viele chemische Reaktionen beschleunigt in der Gegenwart bestimmte Stoffe. In diesem Fall wird die Wasserstoffperoxid-Zersetzungsreaktion durch Mangan-o-2 beschleunigt, aber Mangan-o-2 selbst wird nicht verbraucht und ist nicht Teil der Reaktionsprodukte. Mangan-o-zwei ist ein Katalysator.

Katalysatoren sind Stoffe, die chemische Reaktionen beschleunigen, aber selbst nicht verbraucht werden. Katalysatoren sind nicht nur in der chemischen Industrie weit verbreitet, sondern spielen auch im menschlichen Leben eine wichtige Rolle. An der Regulation biochemischer Prozesse sind natürliche Katalysatoren, sogenannte Enzyme, beteiligt.

Sauerstoff ist, wie bereits erwähnt, etwas schwerer als Luft. Daher kann es gesammelt werden, indem Luft in ein Gefäß gedrückt wird, das mit dem Loch nach oben platziert ist.

Restauriert Holzkohle in einem Ofen (siehe), angeordnet in einer Grube; Sie pumpten es mit einem Blasebalg in den Ofen, das Produkt - Kritsa - wurde durch Schläge von der Schlacke getrennt und daraus wurden verschiedene Produkte geschmiedet. Als sich die Blasmethoden verbesserten und die Höhe des Herds zunahm, nahm der Prozess zu und ein Teil davon wurde aufgekohlt, dh Gusseisen wurde erhalten; Dieses relativ zerbrechliche Produkt galt als Abfallprodukt. Daher auch der Name Roheisen, Roheisen – englisch pig iron. Später wurde festgestellt, dass beim Laden von nicht Eisen, sondern von Gusseisen in den Ofen auch eine kohlenstoffarme Eisenblüte erhalten wird, und ein solches zweistufiges Verfahren (siehe Chrychny-Umverteilung) erwies sich als rentabler als das Rohblasen. Im 12.-13. Jahrhundert. die Schreimethode war bereits weit verbreitet. Im 14. Jahrhundert Roheisen wurde nicht nur als Halbzeug für die Weiterverarbeitung erschmolzen, sondern auch als Material zum Gießen verschiedene Produkte. Aus derselben Zeit stammt auch der Umbau des Herdes in ein Bergwerk („domnitsa“) und dann in einen Hochofen. In der Mitte des 18. Jahrhunderts In Europa wurde das Tiegelverfahren zur Gewinnung von Stahl eingesetzt, das in Syrien bereits bekannt war frühe Periode Mittelalter, aber später geriet es in Vergessenheit. Bei diesem Verfahren wurde Stahl durch Schmelzen von Metallmischungen in kleinen (Tiegeln) aus einer hochfeuerfesten Masse gewonnen. Im letzten Viertel des 18. Jahrhunderts Der Pfützenprozess der Umverteilung von Gusseisen in einen flammenreflektierenden Herd begann sich zu entwickeln (siehe Pfützen). Industrielle Revolution des 18. - frühen 19. Jahrhunderts, Erfindung der Dampfmaschine, Konstruktion Eisenbahnen, große Brücken und eine Dampfflotte verursachten einen enormen Bedarf an und seinem. Alle bestehenden Produktionsmethoden konnten jedoch nicht die Anforderungen des Marktes erfüllen. Die Massenproduktion von Stahl begann erst Mitte des 19. Jahrhunderts, als das Bessemer-, das Thomas- und das Offenherdverfahren entwickelt wurden. Im 20. Jahrhundert Das elektrische Stahlherstellungsverfahren entstand und verbreitete sich und lieferte hochwertigen Stahl.

Verbreitung in der Natur. In Bezug auf den Gehalt in der Lithosphäre (4,65 Gew.-%) steht es an zweiter Stelle (auf der ersten). Es wandert energisch in die Erdkruste und bildet etwa 300 (usw.). nimmt aktiv an magmatischen, hydrothermalen und supergenen Prozessen teil, mit denen die Formation verbunden ist verschiedene Arten seine Ablagerungen (siehe Eisen). - In den Tiefen der Erde sammelt es sich in den frühen Magmastadien an, in ultrabasischen (9,85 %) und basischen (8,56 %) (in Graniten sind es nur 2,7 %). B reichert sich in vielen marinen und kontinentalen Sedimenten an und bildet Sedimentablagerungen.

Die folgenden physikalischen Eigenschaften beziehen sich hauptsächlich auf solche mit einem Gesamtverunreinigungsgehalt von weniger als 0,01 Massen-%:

Eine Art Interaktion mit Konzentriertes HNO 3 (Dichte 1,45 g / cm 3) passiviert aufgrund des Auftretens eines schützenden Oxidfilms auf seiner Oberfläche; verdünnteres HNO 3 löst sich unter Bildung von Fe 2+ oder Fe 3+ auf und wird zu MH 3 oder N 2 O und N 2 zurückgewonnen.

Empfang und Anwendung. Das Reine wird in relativ geringen Wassermengen davon oder davon gewonnen. Es wird eine Methode entwickelt, um direkt von zu erhalten. Allmählich erhöht sich die Produktion von ausreichend reinen Erzkonzentraten oder Kohle auf relativ niedrigem Niveau.

Die wichtigste moderne Technologie. IN reiner Form Aufgrund seines geringen Wertes wird es praktisch nicht verwendet, obwohl Stahl- oder Gusseisenprodukte im Alltag oft als "Eisen" bezeichnet werden. Die Masse wird in Form sehr unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften verwendet. Es macht etwa 95 % aller Metallprodukte aus. Reich (über 2 Gew.-%) - Gusseisen, im Hochofen aus angereichertem Eisen erschmolzen (siehe Hochofenproduktion). Stahl verschiedene Marken(Gehalt weniger als 2 Masse-%) wird aus Gusseisen in offenen und elektrischen Konvertern durch (Ausbrennen) von Überschuss, Entfernen schädlicher Verunreinigungen (hauptsächlich S, P, O) und Hinzufügen von Legierungselementen (siehe Martenovskaya , Konverter). Hochlegierte Stähle (mit toller Inhalt, und andere Elemente) werden im Lichtbogen und Induktion geschmolzen. Für die Herstellung von Stählen und für besonders wichtige Zwecke werden neue Verfahren eingesetzt - Vakuum, Elektroschlacke-Umschmelzen, Plasma- und Elektronenstrahlschmelzen usw. Für das Stahlschmelzen in kontinuierlich arbeitenden Anlagen werden Verfahren entwickelt, die eine hohe Qualität und Automatisierung des Prozesses gewährleisten.

Auf der Grundlage werden Materialien geschaffen, die den Auswirkungen von hohen und niedrigen sowie hohen, aggressiven Umgebungen, großen Wechselspannungen, radioaktiver Strahlung usw. standhalten. Die Produktion wächst ständig. 1971 wurden in der UdSSR 89,3 Millionen Tonnen Roheisen und 121 Millionen Tonnen Stahl verhüttet.

L. A. Shvartsman, L. V. Vanyukova.

Es wird seit der Antike als künstlerisches Material verwendet in Ägypten (für den Kopf aus dem Grab des Tutanchamun bei Theben, Mitte 14. Jahrhundert v. Chr., Ashmolean Museum, Oxford), Mesopotamien (Dolche gefunden bei Karkemisch, 500 v. Chr., British Museum, London)

Eine der grundlegenden Eigenschaften von Atomen ist ihre Masse. Absolute (wahre) Masse eines Atoms- ist extrem klein. Es ist unmöglich, Atome auf einer Waage zu wiegen, weil solch genaue Waagen nicht existieren. Ihre Massen wurden durch Berechnungen bestimmt.

Zum Beispiel beträgt die Masse eines Wasserstoffatoms 0,000.000.000.000.000.000.000.001.663 Gramm! Die Masse eines Uranatoms, eines der schwersten Atome, beträgt ungefähr 0,000.000.000.000.000.000.000 4 Gramm.

Der genaue Wert der Masse des Uranatoms beträgt 3,952 ∙ 10−22 g, und das Wasserstoffatom, das leichteste aller Atome, hat 1,673 ∙ 10−24 g.

Es ist unbequem, Berechnungen mit kleinen Zahlen durchzuführen. Daher werden anstelle der absoluten Massen von Atomen ihre relativen Massen verwendet.

Relative Atommasse

Die Masse jedes Atoms kann beurteilt werden, indem man es mit der Masse eines anderen Atoms vergleicht (um das Verhältnis ihrer Massen zu finden). Seit der Bestimmung der relativen Atommassen der Elemente werden verschiedene Atome als Vergleich herangezogen. Früher waren Wasserstoff- und Sauerstoffatome ursprüngliche Vergleichsmaßstäbe.

Einheitliche Skala der relativen Atommassen und neue Einheit Atommasse, akzeptiert International Congress of Physicists (1960) und vereinheitlicht durch den International Congress of Chemists (1961).

Bis heute ist der Benchmark zum Vergleich 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms. Gegebener Wert genannt atomare Masseneinheit, abgekürzt a.u.m

Atomare Masseneinheit (a.m.u.) - die Masse von 1/12 eines Kohlenstoffatoms

Vergleichen wir, wie oft sich die absolute Masse eines Wasserstoffatoms und Urans unterscheidet 1 amu, dafür teilen wir diese Zahlen nacheinander:

Die in den Berechnungen erhaltenen Werte sind die relativen Atommassen der Elemente - relativ 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms.

Die relative Atommasse von Wasserstoff ist also ungefähr gleich 1 und Uran - 238. Beachten Sie, dass die relative Atommasse keine Einheiten hat, da absolute Masseneinheiten (Gramm) bei der Division aufgehoben werden.

Die relativen Atommassen aller Elemente sind im Periodensystem der chemischen Elemente mit D.I. Mendelejew. Das Symbol zur Darstellung der relativen Atommasse ist Ar (der Buchstabe r ist eine Abkürzung für das Wort relativ, was relativ bedeutet).

Werte für die relativen Atommassen von Elementen werden in vielen Berechnungen verwendet. In der Regel werden im Periodensystem angegebene Werte auf ganze Zahlen gerundet. Beachten Sie, dass die Elemente im Periodensystem in der Reihenfolge zunehmender relativer Atommassen aufgeführt sind.

Beispielsweise bestimmen wir mit Hilfe des Periodensystems die relativen Atommassen einer Reihe von Elementen:

Ar(O) = 16; Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31.
Die relative Atommasse von Chlor wird üblicherweise mit 35,5 geschrieben!
Ar(Cl) = 35,5

• Relative Atommassen sind proportional zu den absoluten Massen von Atomen
• Der Standard zur Bestimmung der relativen Atommasse ist 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms
• 1 Amu = 1,662 ∙ 10−24 g
• Die relative Atommasse wird mit Ar bezeichnet
• Für Berechnungen werden die Werte der relativen Atommassen auf ganze Zahlen gerundet, mit Ausnahme von Chlor, für das Ar = 35,5 ist
• Die relative Atommasse hat keine Einheiten

Der Inhalt des Artikels

ATOMMASSE. Der Begriff dieser Größe hat sich entsprechend dem Wandel der Vorstellung von Atomen nachhaltig verändert. Gemäß der Theorie von Dalton (1803) sind alle Atome desselben chemischen Elements identisch und seine Atommasse ist eine Zahl, die dem Verhältnis ihrer Masse zur Masse eines Atoms eines Standardelements entspricht. Um 1920 wurde jedoch klar, dass es sich bei den in der Natur vorkommenden Elementen um zwei Arten handelt: Einige sind tatsächlich identische Atome, während andere die gleiche Kernladung, aber unterschiedliche Massen haben; solche Arten von Atomen wurden Isotope genannt. Daltons Definition gilt also nur für Elemente des ersten Typs. Die Atommasse eines Elements, das durch mehrere Isotope repräsentiert wird, ist der Durchschnittswert der Massenzahlen aller seiner Isotope, als Prozentsatz genommen, der ihrer Häufigkeit in der Natur entspricht.

Im 19. Jahrhundert Chemiker verwendeten Wasserstoff oder Sauerstoff als Standard zur Bestimmung von Atommassen. 1904 wurde 1/16 der durchschnittlichen Masse eines natürlichen Sauerstoffatoms (Sauerstoffeinheit) als Standard angenommen, und die entsprechende Skala wurde als chemisch bezeichnet. Die massenspektrographische Bestimmung von Atommassen wurde auf der Grundlage von 1/16 der Masse des 16 O-Isotops durchgeführt, und die entsprechende Skala wurde physikalisch genannt. In den 1920er Jahren fand man heraus, dass natürlicher Sauerstoff aus einer Mischung von drei Isotopen besteht: 16 O, 17 O und 18 O. Dabei traten zwei Probleme auf. Zunächst stellte sich heraus, dass die relative Häufigkeit natürlicher Sauerstoffisotope leicht variiert, was bedeutet, dass die chemische Skala auf einer Größe basiert, die keine absolute Konstante ist. Zweitens haben Physiker und Chemiker unterschiedliche Werte solcher Ableitungskonstanten wie Molvolumen, Avogadro-Zahl usw. erhalten. Die Lösung des Problems wurde 1961 gefunden, als 1/12 der Masse Kohlenstoffisotop 12 C (Kohlenstoffeinheit) war. (1 amu oder 1D (Dalton) in SI-Masseneinheiten ist 1,66057 × 10 -27 kg.) Natürlicher Kohlenstoff besteht auch aus zwei Isotopen: 12 C - 99% und 13 C - 1%, aber die neuen Werte der Atommassen der Elemente sind nur dem ersten von ihnen zugeordnet. Als Ergebnis wurde eine universelle Tabelle relativer Atommassen erhalten. Auch für physikalische Messungen erwies sich das 12C-Isotop als geeignet.

BESTIMMUNGSMETHODEN

Atommasse kann entweder durch physikalische oder bestimmt werden chemische Methoden. Chemische Methoden zeichnen sich dadurch aus, dass sie auf einer der Stufen nicht die Atome selbst, sondern ihre Verbindungen betreffen.

Chemische Methoden.

Nach der Atomtheorie werden die Atomzahlen von Elementen in Verbindungen als kleine ganze Zahlen zueinander in Beziehung gesetzt (das Gesetz der multiplen Verhältnisse, das von Dalton entdeckt wurde). Daher ist es für eine Verbindung bekannter Zusammensetzung möglich, die Masse eines der Elemente zu bestimmen, wenn man die Massen aller anderen kennt. In einigen Fällen kann die Masse einer Verbindung direkt gemessen werden, wird aber normalerweise durch indirekte Methoden ermittelt. Betrachten wir diese beiden Ansätze.

Die Atommasse von Al wurde kürzlich wie folgt bestimmt. Bekannte Al-Mengen wurden in Nitrat, Sulfat oder Hydroxid umgewandelt und dann zu Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) kalziniert, das genau quantifiziert wurde. Aus dem Verhältnis zwischen den beiden bekannten Massen und den Atommassen von Aluminium und Sauerstoff (15.9)

fand die Atommasse von Al. Der direkte Vergleich mit der Atommasse von Sauerstoff kann jedoch nur die Atommassen einiger weniger Elemente bestimmen. Für die meisten Elemente wurden sie indirekt durch die Analyse von Chloriden und Bromiden bestimmt. Erstens sind diese Verbindungen für viele Elemente in reiner Form erhältlich, und zweitens für ihre exakte quantitative Bestimmungen Chemiker verfügen über eine empfindliche Analysemethode, die auf dem Vergleich ihrer Masse mit der von Silber basiert. Bestimmen Sie dazu genau die Masse der analysierten Verbindungen und die Silbermasse, die erforderlich ist, um mit ihnen zu interagieren. Die Atommasse des gesuchten Elements errechnet sich aus der Atommasse von Silber – dem Referenzwert in solchen Definitionen. Die Atommasse von Silber (107,870) in Kohlenstoffeinheiten wurde durch eine indirekte chemische Methode bestimmt.

Physikalische Methoden.

Mitte des 20. Jahrhunderts Es gab nur eine physikalische Methode zur Bestimmung von Atommassen, vier sind heute am weitesten verbreitet.

Gasdichte.

Die allererste physikalische Methode basierte auf der Bestimmung der Dichte eines Gases und auf der Tatsache, dass gemäß dem Gesetz von Avogadro gleiche Gasvolumina bei gleicher Temperatur und gleichem Druck enthalten sind die gleiche Nummer Moleküle. Wenn also ein bestimmtes Volumen an reinem CO 2 unter denselben Bedingungen eine um 1,3753 größere Masse als das gleiche Sauerstoffvolumen hat, muss das CO 2 -Molekül 1,3753-mal schwerer sein als das Sauerstoffmolekül (Mol. Masse O 2 \u003d 31,998) , d.h. die Masse eines CO 2 -Moleküls auf der chemischen Skala beträgt 44,008. Wenn wir von diesem Wert die Masse von zwei Sauerstoffatomen abziehen, die 31,998 entspricht, erhalten wir die Atommasse von Kohlenstoff - 12,01. Um einen genaueren Wert zu erhalten, müssen eine Reihe von Korrekturen eingeführt werden, was dieses Verfahren verkompliziert. Trotzdem wurden mit seiner Hilfe einige sehr wertvolle Daten gewonnen. So hat sich nach der Entdeckung der Edelgase (He, Ne, Ar, Kr, Xe) die Methode der Dichtemessung als die einzig geeignete zur Bestimmung ihrer Atommassen herausgestellt.

Massenspektroskopie.

Kurz nach dem Ersten Weltkrieg schuf F. Aston das erste Massenspektroskop, um die Massenzahlen verschiedener Isotope genau zu bestimmen und dabei zu entdecken neue Ära in der Geschichte der Atommassenbestimmung. Heutzutage gibt es zwei Haupttypen von Massenspektrometern: Massenspektrometer und Massenspektrografen (letzteres ist beispielsweise das Aston-Instrument). Der Massenspektrograf wurde entwickelt, um das Verhalten einer Strömung elektrisch geladener Atome oder Moleküle in einem starken Magnetfeld zu untersuchen. Die Ablenkung geladener Teilchen in diesem Feld ist proportional zum Verhältnis ihrer Masse zu ihrer Ladung, und sie werden als Linien auf einer fotografischen Platte aufgezeichnet. Durch Vergleich der Positionen der Linien, die bestimmten Teilchen entsprechen, mit der Position der Linie für ein Element mit bekannter Atommasse, kann man mit ausreichender Genauigkeit die Atommasse des gewünschten Elements bestimmen. Eine gute Veranschaulichung der Methode ist der Vergleich der Masse eines CH 4 (Methan)-Moleküls mit der Massenzahl des leichtesten Sauerstoffisotops, 16 O. Gleich geladene Ionen von Methan und 16 O werden gleichzeitig in die Kammer des Massenspektrografen eingelassen und ihre Position wird auf einer Fotoplatte festgehalten. Der Unterschied in der Position ihrer Linien entspricht einem Massenunterschied von 0,036406 (auf einer physikalischen Skala). Dies ist eine viel höhere Genauigkeit als jede chemische Methode liefern kann.

Wenn das untersuchte Element keine Isotope hat, ist die Bestimmung seiner Atommasse nicht schwierig. Andernfalls ist es notwendig, nicht nur die Masse jedes Isotops zu bestimmen, sondern auch deren relativer Inhalt in der Mischung. Dieser Wert kann nicht mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden, was die Verwendung des massenspektrographischen Verfahrens zum Auffinden der Atommassen von isotopischen Elementen, insbesondere von schweren, einschränkt. Kürzlich war es mithilfe von Massenspektrometrie möglich, die relative Häufigkeit von zwei Silberisotopen, 107 Ag und 109 Ag, mit hoher Genauigkeit festzustellen. Die Messungen wurden beim US National Bureau of Standards durchgeführt. Unter Verwendung dieser neuen Daten und früherer Messungen von Silberisotopenmassen wurde die Atommasse von natürlichem Silber verfeinert. Jetzt wird dieser Wert gleich 107,8731 (chemische Skala) betrachtet.

Kernreaktionen.

Einsteins Beziehung zwischen Masse und Energie kann verwendet werden, um die Atommassen bestimmter Elemente zu bestimmen. Betrachten Sie die Reaktion des Beschusses von 14 N-Kernen durch schnelle Deuteriumkerne mit der Bildung des 15 N-Isotops und des gewöhnlichen Wasserstoffs 1 H:

14 N + 2 H = 15 N + 1 H + Q

Als Ergebnis der Reaktion wird Energie freigesetzt Q\u003d 8 615 000 eV, was gemäß der Einstein-Gleichung 0,00948 a.m.u. Das bedeutet, dass die Masse von 14 N + 2 H die Masse von 15 N + 1 H um 0,00948 amu übersteigt, und wenn wir die Massenzahlen von drei an der Reaktion beteiligten Isotopen kennen, können wir die Masse des vierten finden. Das Verfahren ermöglicht es, die Differenz zwischen den Massenzahlen zweier Isotope mit größerer Genauigkeit zu bestimmen als das massenspektrographische Verfahren.

Radiographie.

Das physikalische Methode Es ist möglich, die Atommassen von Substanzen zu bestimmen, die bei gewöhnlicher Temperatur ein regelmäßiges Kristallgitter bilden. Das Verfahren basiert auf dem Zusammenhang zwischen der atomaren (oder molekularen) Masse einer kristallinen Substanz, ihrer Dichte, der Avogadro-Zahl und einem bestimmten Koeffizienten, der aus den Abständen zwischen Atomen im Kristallgitter bestimmt wird. Es ist notwendig, zwei Größen genau zu messen: die Gitterkonstante durch Röntgenmethoden und die Dichte durch Pyknometrie. Die Anwendung des Verfahrens ist begrenzt durch die Schwierigkeiten, reine perfekte Kristalle (ohne Leerstellen und Defekte jeglicher Art) zu erhalten.

Verfeinerung der Atommassen.

Alle Messungen von Atommassen, die vor mehr als 20 Jahren durchgeführt wurden, wurden mit chemischen Methoden oder mit einer Methode durchgeführt, die auf der Bestimmung der Dichte von Gasen basiert. Kürzlich stimmen die durch Massenspektrometrie und Isotopenmethoden erhaltenen Daten mit einer so hohen Genauigkeit überein, dass die Internationale Kommission für Atommassen beschlossen hat, die Atommassen von 36 Elementen zu korrigieren, von denen 18 keine Isotope haben.
siehe auch