جرم اتمی نسبی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
با جرم اتمی اشتباه نشود.

جرم اتمی نسبی با نماد Ar یک کمیت بدون بعد فیزیکی است که برابر است با نسبت جرم اتم یک عنصر (از یک منبع مشخص) به ۱/۱۲ جرم یک اتم کربن-۱۲ (شناخته شده با نام یکای جرم اتمی)[۱][۲] هنگامی که از این کمیت استفاده می‌شود دیگر هیچ توضیح بیشتری داده نمی‌شود. آیوپاک[۳][۴] برای اشاره به وزن اتمی استاندارد برای کاربرد برای مواد معمولی در آزمایشگاه‌ها این فهرست را منتشر کرد. امروزه در کتاب‌ها، منابع تبلیغاتی، جدول‌ها و... از این کمیت بهره برده می‌شود.

گاهی عبارت وزن اتمی (یک عنصر) بجای جرم اتمی نسبی بکار می‌رود. از سال ۱۹۶۰ به این سو کاربرد نام وزن اتمی معمول تر جرم اتمی نسبی بوده‌است.[۵]

تعریف[ویرایش]

تعریف آیوپاک[۱] برای وزن اتمی چنین است:

وزن اتمی یک عنصر (جرم اتمی نسبی) با توجه به یک منبع داده‌های مشخص، عبارت است از نسبت میانگین جرم در اتم یک عنصر به ۱/۱۲ جرم یک اتم کربن-۱۲

با توجه به آنچه توضیح داده شد، وزن اتمی یک عنصر بسته به اینکه از چه منبعی است می‌تواند اندازه‌های گوناگونی داشته باشد. برای نمونه بور ترکیه وزن اتمی کمتری نسبت به بور کالیفرنیا دارد و این به دلیل داشتن ترکیب ایزوتوپی متفاوت در آن دو است.[۶][۷] البته به دلیل هزینه و دشواری‌های پردازش ایزوتوپی محصول، معمول است که از جدول‌ها و اندازه‌های وزن اتمی استاندارد که همیشه در دسترس است، در آزمایشگاه‌ها بهره برده شود.

تعیین وزن اتمی[ویرایش]

وزن‌های اتمی امروزی با کمک جرم اتمی اندازه گیری شده برای هر هسته و ترکیب ایزوتوپ‌ها محاسبه می‌شود. امروزه جرم‌های اتمی تقریباً همهٔ عنصرهای ناپرتوزا، با دقت بسیار بالا در دسترس است.[۸][۹] اما ترکیب ایزوتوپ‌ها چون در نمونه‌های گوناگون می‌تواند متفاوت باشد، اندازه گیری با دقت بالا را دشوار می‌کند.[۱۰][۱۱]

ایزوتوپ جرم اتمی[۹] فراوانی[۱۰]
استاندارد بازه
۲۸Si ۲۷٫۹۷۶ ۹۲۶ ۵۳۲ ۴۶(۱۹۴) ۹۲٫۲۲۹۷(۷)% ۹۲٫۲۱–۹۲٫۲۵%
۲۹Si ۲۸٫۹۷۶ ۴۹۴ ۷۰۰(۲۲) ۴٫۶۸۳۲(۵)% ۴٫۶۹–۴٫۶۷%
۳۰Si ۲۹٫۹۷۳ ۷۷۰ ۱۷۱(۳۲) ۳٫۰۸۷۲(۵)% ۳٫۱۰–۳٫۰۸%

برای نمونه وزن اتمی سیلیسیم که بویژه در مترولوژی مهم است را بدست می‌آوریم: سیلیسیم در طبیعت دارای سه ایزوتوپ ۲۸Si و ۲۹Si و ۳۰Si است. جرم اتمی همهٔ این هسته‌ها با درستی یک در ۱۴ میلیارد برای ۲۸Si و یک در یک میلیارد برای بقیهٔ آن‌ها در دسترس است. با توجه به جدول، محاسبه چنین است:

Ar(Si) = (27.97693 × 0.922297) + (28.97649 × 0.046832) + (29.97377 × 0.030872) = ۲۸٫۰۸۵۴

برآورد عدم قطعیت کمی پیچیده‌است[۱۲] بویژه که توزیع نمونه‌ای دلیلی ندارد که همیشه متقارن باشد. وزن‌های اتمی استانداردی که آیوپاک ارائه کرده‌است همه با فرض برآورد متقارن در عدم قطعیت‌ها است،[۱۳] برای همین مقدار پیشنهادی برای سیلیسیم ۲۸٫۰۸۵۵(۳) است. عدم قطعیت استاندارد نسبی در این مقدار برابر است با ۱‎×۱۰–۵ یا ۱۰ ppm. در سال ۲۰۱۰ آیوپاک تصمیم گرفت که برای اطمینان بیشتر فهرست وزن اتمی ۱۰ عنصر را بجای یک عدد ثابت به صورت یک بازه اعلام کند.[۱۴].

جدول تناوبی برپایهٔ وزن اتمی[ویرایش]

جرم اتمی نسبی
گروه → ۱ ۲ ۳ ۴ ۵ ۶ ۷ ۸ ۹ ۱۰ ۱۱ ۱۲ ۱۳ ۱۴ ‍۱۵ ۱۶ ۱۷ ۱۸
↓ دوره
۱ H
۱٫۰۰۸

He
۴٫۰۰۳
۲ Li
۶٫۹۴۱
Be
۹٫۰۱۲

B
۱۰٫۸۱
C
۱۲٫۰۱
N
۱۴٫۰۱
O
۱۶٫۰۰
F
۱۹٫۰۰
Ne
۲۰٫۱۸
۳ Na
۲۲٫۹۹
Mg
۲۴٫۳۱

Al
۲۶٫۹۸
Si
۲۸٫۰۹
P
۳۰٫۹۷
S
۳۲٫۰۷
Cl
۳۵٫۴۵
Ar
۳۹٫۹۵
۴ K
۳۹٫۱۰
Ca
۴۰٫۰۸
Sc
 44.96 
Ti
۴۷٫۸۷
V
۵۰٫۹۴
Cr
۵۲٫۰۰
Mn
۵۴٫۹۴
Fe
۵۵٫۸۴
Co
۵۸٫۹۳
Ni
۵۸٫۶۹
Cu
۶۳٫۵۵
Zn
۶۵٫۳۹
Ga
۶۹٫۷۲
Ge
۷۲٫۶۳
As
۷۴٫۹۲
Se
۷۸٫۹۶
Br
۷۹٫۹۰
Kr
۸۳٫۸۰
۵ Rb
۸۵٫۴۷
Sr
۸۷٫۶۲
Y
۸۸٫۹۱
Zr
۹۱٫۲۲
Nb
۹۲٫۹۱
Mo
۹۵٫۹۴
Tc
[۹۸]
Ru
۱۰۱٫۰۷
Rh
۱۰۲٫۹۱
Pd
۱۰۶٫۴۲
Ag
۱۰۷٫۸۷
Cd
۱۱۲٫۴۱
In
۱۱۴٫۸۲
Sn
۱۱۸٫۷۱
Sb
۱۲۱٫۷۶
Te
۱۲۷٫۶۰
I
۱۲۶٫۹۰
Xe
۱۳۱٫۲۹
۶ Cs
۱۳۲٫۹۱
Ba
۱۳۷٫۳۳
*
Hf
۱۷۸٫۴۹
Ta
۱۸۰٫۹۵
W
۱۸۳٫۸۴
Re
۱۸۶٫۲۱
Os
۱۹۰٫۲۳
Ir
۱۹۲٫۲۲
Pt
۱۹۵٫۰۸
Au
۱۹۶٫۹۷
Hg
۲۰۰٫۵۹
Tl
۲۰۴٫۳۸
Pb
۲۰۷٫۲
Bi
۲۰۸٫۹۸
Po
[۲۱۰]
At
[۲۱۰]
Rn
[۲۲۲]
۷ Fr
[۲۲۳]
Ra
[۲۲۶]
**
Rf
[۲۶۷]
Db
[۲۶۸]
Sg
[۲۶۹]
Bh
[۲۷۰]
Hs
[۲۶۹]
Mt
[۲۷۸]
Ds
[۲۸۱]
Rg
[۲۸۱]
Cn
[۲۸۵]
Uut
[۲۸۶]
Fl
[۲۸۹]
Uup
[۲۸۹]
Lv
[۲۹۳]
Uus
[۲۹۴]
Uuo
[۲۹۴]

لانتانیدها  La
۱۳۸٫۹۱
Ce
۱۴۰٫۱۲
Pr
۱۴۰٫۹۱
Nd
۱۴۴٫۲۴
Pm
[۱۴۵]
Sm
۱۵۰٫۳۶
Eu
۱۵۱٫۹۶
Gd
۱۵۷٫۲۵
Tb
۱۵۸٫۹۳
Dy
۱۶۲٫۵۰
Ho
۱۶۴٫۹۳
Er
۱۶۷٫۲۶
Tm
۱۶۸٫۹۳
Yb
۱۷۳٫۰۴
Lu
۱۷۴٫۹۷
**  آکتینیدها  Ac
[۲۲۷]
Th
۲۳۲٫۰۴
Pa
۲۳۱٫۰۴
U
۲۳۸٫۰۳
Np
[۲۳۷]
Pu
[۲۴۴]
Am
[۲۴۳]
Cm
[۲۴۷]
Bk
[۲۴۷]
Cf
[۲۵۱]
Es
[۲۵۲]
Fm
[۲۵۷]
Md
[۲۵۸]
No
[۲۵۹]
Lr
[۲۶۲]

منابع[ویرایش]

  1. ۱٫۰ ۱٫۱ آیوپاک (1980). "Atomic Weights of the Elements 1979". Pure Appl. Chem. 52 (10): 2349–84. doi:10.1351/pac198052102349. 
  2. اتحادیه بین‌المللی شیمی محض و کاربردی (۱۹۹۳). کمیت‌ها، واحدها و علامت‌ها در شیمی فیزیک، ویرایش دوم، آکسفورد. شابک ۰-۶۳۲-۰۳۵۸۳-۸. p.  ۴۱. نسخه الکترونیکی.
  3. The latest edition is آیوپاک (2006). "Atomic Weights of the Elements 2005". Pure Appl. Chem. 78 (11): 2051–66. doi:10.1351/pac200678112051. 
  4. The updated list of standard atomic weights is expected to be formally published in late 2008. The IUPAC(International Union Of Pure And Applied Chemistry) Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights announced in August 2007 that the standard atomic weights of the following elements would be revised (new figures quoted here): lutetium 174.9668(1); molybdenum 95.96(2); nickel 58.6934(4); ytterbium 173.054(5); zinc 65.38(2). The recommended value for the isotope amount ratio of ۴۰Ar/۳۶Ar (which could be useful as a control measurement in argon–argon dating) was also changed from 296.03(53) to 298.56(31).
  5. de Bièvre, P.; Peiser, H. S. (1992). "'Atomic Weight'—The Name, Its History, Definition, and Units". Pure Appl. Chem. 64 (10): 1535–43. doi:10.1351/pac199264101535. 
  6. خطای اسکریپتی
  7. آیوپاک (2003). "Atomic Weights of the Elements: Review 2000". Pure Appl. Chem. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683. 
  8. مؤسسه ملی فناوری و استانداردها. Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements.
  9. ۹٫۰ ۹٫۱ Wapstra, A.H.; Audi, G.; Thibault, C. (2003), The AME2003 Atomic Mass Evaluation (Online ed.), National Nuclear Data Center . Based on:
  10. ۱۰٫۰ ۱۰٫۱ Rosman, K. J. R.; Taylor, P. D. P. (1998), "Isotopic Compositions of the Elements 1997", Pure and Applied Chemistry 70 (1): 217–35, doi:10.1351/pac199870010217 
  11. Coplen, T. B.; et al. (2002), "Isotopic Abundance Variations of Selected Elements", Pure and Applied Chemistry 74 (10): 1987–2017, doi:10.1351/pac200274101987 
  12. Meija, Juris; Mester, Zoltán (2008). "Uncertainty propagation of atomic weight measurement results". Metrologia 45: 53–62. doi:10.1088/0026-1394/45/1/008. 
  13. Holden, Norman E. (2004). "Atomic Weights and the International Committee—A Historical Review". Chemistry International 26 (1): 4–7. 
  14. IUPAC - International Union of Pure and Applied Chemistry: Atomic Weights of Ten Chemical Elements About to Change

پیوند به بیرون[ویرایش]