原子质量指的是1个原子的实际质量,也可以叫原子的绝对质量。按照国际单位制的规定,质量单位是“千克”。例如:
l个氧原子的质量是2.657×10-26kg
1个铁原子的质量是9.288×10-26kg
这样小的数字,书写、记忆、使用都很不便,于是创立了相对原子质量概念。什么是相对原子质量?相对原子质量是原子的相对质量,即以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子,这种碳原子可简单地用12C表示)质量的十二分之一作为标准,其他原子的实际质量跟它相比较,所得的数值,就是该种原子的相对原子质量。可见,相对原子质量是个比值。
通过科学实验测得,作为相对原子质量标准的那种碳原子12C的质量是1.9927×10-26kg,它的l/12为l.6606×10-27kg。所以,根据这一关系,可计算出任何一种元素的相对原子质量。
原子绝对质量和相对原子质量原子质量指的是1个原子的实际质量,也可以叫原子的绝对质量。按照国际单位制的规定,质量单位是“千克”。例如:
l个氧原子的质量是2.657×10-26kg
1个铁原子的质量是9.288×10-26kg
这样小的数字,书写、记忆、使用都很不便,于是创立了相对原子质量概念。什么是相对原子质量?相对原子质量是原子的相对质量,即以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子,这种碳原子可简单地用12c表示)质量的十二分之一作为标准,其他原子的实际质量跟它相比较,所得的数值,就是该种原子的相对原子质量。可见,相对原子质量是个比值。
通过科学实验测得,作为相对原子质量标准的那种碳原子12c的质量是1.9927×10-26kg,它的l/12为l.6606×10-27kg。所以,根据这一关系,可计算出任何一种元素的相对原子质量。
19世纪初,英国化学家道尔顿提出了原子论,认为各种元素的原子重量不同。虽然他无法称得微小原子的质量,但通过称量从化合物中分离出来的每种元素的各自质量,再根据各种元素的化学性质来推测,就可得到这些原子之间的相对质量,即原子量。以不同的原子个数比将得出不同的原子相对质量。例如氢与氧化合生成水,1份质量的氢需8份质量的氧。道尔顿推断水中氢和氧的原子个数比为1∶1。他把氢的原子量定为1,从而得出氧的原子量为8。
第一位系统地进行原子量测定工作的是瑞典化学家贝采利乌斯。1810—1830年大约20年间,他在简陋的实验室中对2000多种单质和化合物进行了分析测定。鉴于氧化物的广泛存在,贝采利乌斯决定把氧的原子量作为基准,规定氧的原子量为100。1818年,他发表了含88种元素的原子量表。
19世纪中期,比利时化学家史塔斯改进了测定原子量的方法。他想方设法制备出最纯状态的化合物,通过分析和合成,确定出元素的化合比,把氧的原子量定为16,然后再推算出其他元素的原子量。他测定的数值准确性远远超过了当时其他化学家。
进入20世纪后,美国年轻的化学家里查兹设计出更精密的实验装置,测定出更准确的原子量,因此而荣获1914年诺贝尔化学奖。以后,科学家们通过各种精密实验,能够测定出原子的实际质量,例如1个氢原子的实际质量为1.67*10^-24g,1个氧原子的质量为2.66*10^-23g,1个碳12原子的质量为1.99*10^-9g。但由于原子的质量很小,以克为单位来计算时非常麻烦,因此仍以氧原子质量为16作为原子量计量基准。
后来,人们发现大多数元素是由两种以上的同位素构成的,而其原子量是按各同位素所占百分比求得的平均值。自然界中存在3种天然氧同位素,它们的分布不均匀,不宜再用作原子量的基准。
考虑到碳在自然界分布较广,它的化合物特别是有机化合物繁多,包括很多质量很大的碳氢化合物,很容易测定其质谱,而用质谱仪测定相对原子质量是现代测量技术中最准确的方法。另外,碳12在自然界的分布比较均匀,而且采用碳12后,原先已测定的所有元素原子量都变动不大,仅比过去减少0.0043%。因此在1961年8月,国际纯粹与应用物理学联合会正式宣布,将碳12原子质量的1/12,即1.67*10^-24g作为新的原子量基准,称为“原子质量单位”,符号是u。同年还发布了新的国际原子量表,一直沿用至今。