Правило целого числа

В химии гласит правило целых чисел , что массы изотопов кратны массе атома водорода . ^{[ 1 ]} Это правило представляет собой модифицированную версию гипотезы Праута, предложенной в 1815 году, согласно которой атомный вес кратен весу атома водорода. ^{[ 2 ]} Оно также известно как правило целых чисел Астона. ^{[ 3 ]} в честь Фрэнсиса У. Астона, который был удостоен Нобелевской премии по химии в 1922 году «за открытие с помощью масс -спектрографа изотопов большого числа нерадиоактивных элементов и за формулировку правила целых чисел». ." ^{[ 4 ]}

Закон определенных пропорций

Закон определенных пропорций был сформулирован Жозефом Прустом около 1800 года. ^{[ 5 ]} и утверждает, что все образцы химического соединения будут иметь одинаковый элементный состав по массе. Атомная теория Джона Дальтона расширила эту концепцию и объяснила, что материя состоит из отдельных атомов , причем для каждого элемента по одному типу атомов, объединенных в фиксированных пропорциях с образованием соединений. ^{[ 6 ]}

Гипотеза Праута

В 1815 году Уильям Праут сообщил о своем наблюдении, что атомный вес элементов кратен атомному весу водорода . ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Затем он выдвинул гипотезу, что атом водорода является фундаментальным объектом, а другие элементы представляют собой комбинацию различного количества атомов водорода. ^{[ 9 ]}

Открытие Астоном изотопов

В 1920 году Фрэнсис В. Астон с помощью масс-спектрометра продемонстрировал , что очевидные отклонения от гипотезы Праута преимущественно обусловлены существованием изотопов . ^{[ 10 ]} Например, Астон обнаружил, что неон имеет два изотопа с массами, очень близкими к 20 и 22 согласно правилу целых чисел, и предположил, что нецелое значение атомного веса неона 20,2 связано с тем фактом, что природный неон является смесь примерно 90% неона-20 и 10% неона-22). Вторичной причиной отклонений является энергия связи или дефект массы отдельных изотопов.

Открытие нейтрона

В 1920-е годы считалось, что атомное ядро состоит из протонов и электронов, что объясняет несоответствие между атомным номером атома и его атомной массой . ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} В 1932 году Джеймс Чедвик открыл незаряженную частицу, массу которой примерно равна массе протона, которую он назвал нейтроном . ^{[ 13 ]} Тот факт, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, был быстро признан, и Чедвик был удостоен Нобелевской премии по физике . в 1935 году за это открытие ^{[ 14 ]}

Современная форма правила целых чисел заключается в том, что атомная масса данного элементарного изотопа примерно равна массовому числу (количество протонов плюс нейтроны), умноженному на атомную единицу массы (приблизительную массу протона, нейтрона или атома водорода-1). . Это правило предсказывает атомную массу нуклидов энергией и изотопов с ошибкой не более 1%, причем большая часть ошибки объясняется дефицитом массы, вызванным связи ядра .

Ссылки

^ Будзикевич Х., Григсби Р.Д. (2006). «Масс-спектрометрия и изотопы: век исследований и дискуссий». Обзоры масс-спектрометрии . 25 (1): 146–57. Бибкод : 2006MSRv...25..146B . дои : 10.1002/mas.20061 . ПМИД 16134128 .
^ Праут, Уильям (1815). «О связи между удельным весом тел в газообразном состоянии и массами их атомов» . Анналы философии . 6 : 321–330 . Проверено 8 сентября 2007 г.
^ Кристофер Г. Моррис (1992). Академический словарь прессы по науке и технологиям . Профессиональное издательство Персидского залива. стр. 169–. ISBN 978-0-12-200400-1 .
^ «Нобелевская премия по химии 1922 года» . nobelprize.org . Нобелевский фонд . 1922 год . Проверено 13 августа 2014 г.
^ Пруст, Ж.-Л. (1799). Исследования меди, Анн. хим. , 32 :26-54. Отрывок из книги Генри М. Лестера и Герберта С. Кликштейна, Справочник по химии, 1400–1900 , Кембридж, Массачусетс: Гарвард, 1952. По состоянию на 8 мая 2008 г.
^ Далтон, Дж. (1808). Новая система химической философии, том 1 , Манчестер. Отрывок . По состоянию на 8 мая 2008 г.
^ Уильям Праут (1815). О связи между удельным весом тел в газообразном состоянии и массами их атомов. Анналы философии , 6: 321–330. Онлайн-перепечатка
^ Уильям Праут (1816). Исправление ошибки в сочинении о связи удельного веса тел в газообразном состоянии с массами их атомов. Анналы философии , 7: 111–13. Онлайн-перепечатка
^ Ледерман, Леон (1993). Частица Бога . ISBN 9780385312110 .
^ Астон, Фрэнсис В. (1920). «Строение атмосферного неона» . Философский журнал . 39 (6): 449–455. дои : 10.1080/14786440408636058 .
^ Браун, Лори М. (1978). «Идея нейтрино». Физика сегодня . 31 (9): 23–28. Бибкод : 1978PhT....31i..23B . дои : 10.1063/1.2995181 .
^ Фридлендер Г., Кеннеди Дж. В. и Миллер Дж. М. (1964) Ядерная и радиохимия (2-е издание), Wiley, стр. 22–23 и 38–39.
^ Чедвик, Джеймс (1932). «Возможное существование нейтрона» . Природа . 129 (3252): 312. Бибкод : 1932Natur.129Q.312C . дои : 10.1038/129312a0 .
^ «Джеймс Чедвик – Биография» . Нобелевский фонд . Проверено 21 апреля 2013 г.

Дальнейшее чтение

Харкинс В.Д. (1925). «Разделение хлора на изотопы (изотопные элементы) и правило целого числа для атомных весов» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 11 (10): 624–8. Бибкод : 1925PNAS...11..624H . дои : 10.1073/pnas.11.10.624 . ПМЦ 1086175 . ПМИД 16587053 .

Внешние ссылки

Речь на вручении Нобелевской премии 1922 года

[pmid16134128-1] Будзикевич Х., Григсби Р.Д. (2006). «Масс-спектрометрия и изотопы: век исследований и дискуссий». Обзоры масс-спектрометрии . 25 (1): 146–57. Бибкод : 2006MSRv...25..146B . дои : 10.1002/mas.20061 . ПМИД 16134128 .

[2] Праут, Уильям (1815). «О связи между удельным весом тел в газообразном состоянии и массами их атомов» . Анналы философии . 6 : 321–330 . Проверено 8 сентября 2007 г.

[Morris1992-3] Кристофер Г. Моррис (1992). Академический словарь прессы по науке и технологиям . Профессиональное издательство Персидского залива. стр. 169–. ISBN 978-0-12-200400-1 .

[Nobel_1922-4] «Нобелевская премия по химии 1922 года» . nobelprize.org . Нобелевский фонд . 1922 год . Проверено 13 августа 2014 г.

[5] Пруст, Ж.-Л. (1799). Исследования меди, Анн. хим. , 32 :26-54. Отрывок из книги Генри М. Лестера и Герберта С. Кликштейна, Справочник по химии, 1400–1900 , Кембридж, Массачусетс: Гарвард, 1952. По состоянию на 8 мая 2008 г.

[6] Далтон, Дж. (1808). Новая система химической философии, том 1 , Манчестер. Отрывок . По состоянию на 8 мая 2008 г.

[7] Уильям Праут (1815). О связи между удельным весом тел в газообразном состоянии и массами их атомов. Анналы философии , 6: 321–330. Онлайн-перепечатка

[8] Уильям Праут (1816). Исправление ошибки в сочинении о связи удельного веса тел в газообразном состоянии с массами их атомов. Анналы философии , 7: 111–13. Онлайн-перепечатка

[lederman-9] Ледерман, Леон (1993). Частица Бога . ISBN 9780385312110 .

[10] Астон, Фрэнсис В. (1920). «Строение атмосферного неона» . Философский журнал . 39 (6): 449–455. дои : 10.1080/14786440408636058 .

[Brown-11] Браун, Лори М. (1978). «Идея нейтрино». Физика сегодня . 31 (9): 23–28. Бибкод : 1978PhT....31i..23B . дои : 10.1063/1.2995181 .

[FK-12] Фридлендер Г., Кеннеди Дж. В. и Миллер Дж. М. (1964) Ядерная и радиохимия (2-е издание), Wiley, стр. 22–23 и 38–39.

[13] Чедвик, Джеймс (1932). «Возможное существование нейтрона» . Природа . 129 (3252): 312. Бибкод : 1932Natur.129Q.312C . дои : 10.1038/129312a0 .

[Nobel-14] «Джеймс Чедвик – Биография» . Нобелевский фонд . Проверено 21 апреля 2013 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]