ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Шкала атомных весов и их целочисленность из "Химия изотопов Издание 2" Обычные методы определения атомных весов основаны главным образом на измерении плотности газов или на весовых соотношениях, в которых элементы входят в соединения. В конце XIX и начале XX в. они достигли большой точности, доходившей в отдельных случаях до 0,01%. [c.27] Гораздо выше точность масс-спектрографических измерений. Уже в первом не очень совершенном приборе Астона она была не ниже 0,1—0,01%, а позже доведена до 0,001%. В новых работах она достигает в отдельных случаях 0,0001%. Почти столь же точны определения, основанные на измерении энергии ядерных процессов (стр. 31). [c.27] Эта высокая точность требует тщательной осмотрительности в выборе единицы атомных весов. Некоторое время пользовались двумя шкалами, в основу которых было положено Н = 1 или О = 16. Обе единицы отличаются на 0,8%, и в 1906 г. эта двойственность была устранена международным соглашением, согласно которому за единицу атомного веса была принята Д,. атомного веса кислорода. В этой шкале водород имеет атомный вес. 1,008. [c.27] Таким образом, существуют две шкалы атомных весов — химическая и физическая. Первая в 1,000276 раз больше второй, так как, если принять 0=16 для чистого изотопа кислорода 16, то средний атомный вес атмосферного кислорода равен 16,0045, как легко вычислить из его изотопного состава. [c.28] Очевидны преимущества физической шкалы, которой и нужно пользоваться в точных вычислениях непостоянство изотопного состава природного кислорода, не вполне точные данные об этом составе и, наконец, то, что наиболее точные современные определения атомных весов делаются физическими методами. [c.28] Небольшое различие двух шкал на первый взгляд столь незначительно, что не заслуживает подробного рассмотрения. Однако такое заключение было бы неверным. Мы сейчас увидим, что это небольшое различие привело к важному огкрытию, определившему новые пути применения изотопии. [c.28] Наиболее точные измерения атомного веса водорода из его плотности давали 20 лет назад в химической шкале величину 1,00777, что отвечало бы 1,00805 в физической шкале. Между тем, масс-спектрографические измерения давали в той же физической шкале гораздо меньшую величину 1,00778, Это натолкнуло на предположение, что в природном водороде содержится примесь до тех пор еще неоткрытого изотопа с атомным весом 2, повышающего атомный вес в химической шкале [144], Для того чтобы привести в соответствие обе величины атомных весов, нужно было предположить содержание 1 4500 тяжелого изотопа . Такое содержание ниже, чем то, которое тогда могло быть обнаружено масс-спектрографическим или спектральным методом. На основании этих предположений Юри [145] в 1932 г. предпринял тщательное изучение водорода и открыл его тяжелый изотоп, который вскоре был выделен в чистом виде. [c.28] Уже после первых масс-спектрографических измерений Астона выяснилось, что атомные веса изолированных изотопов очень близки к целым числам. [c.28] Объяснение этой целочисленности было дано выше. Все ядра построены из протонов и нейтронов, массы которых приблизительно одинаковы и в общепринятой шкале атомных весов близки к единице. Поэтому с точностью до небольших, но очень существенных, рассматриваемых ниже поправок, атомные веса всех ядер кратны единице. [c.28] Отступления от целочисленности имеют две причины. Во-первых, массы протона и нейтрона не точно равны единице и не точно одинаковы, а различаются на 0,14%, так что ни в какой шкале атомные веса ядер, содержащих переменное число этих частиц, не могут быть кратны одному и тому же числу. Во-вторых, при образовании ядер из протонов и нейтронов выделяется энергия, что, как будет ниже подробнее рассмотрено, ведет к уменьшению массы. [c.28] Вернуться к основной статье