主题：【原创】化学界的一直在改 -- 黄河故人

在西西河混久了的人都知道西西河有个一直在改，为了大家能够在西西河里尽情的戏水，老铁在背后做了大量的工作。可是化学界还有一个一直在改就很少有人知道了，既便是学化学的也不是每一个人都知道。

这个一直在改就是原子量。原子量一般两年修订一次，为什么要修订呢？这要从测量原子量的方法和基准物说起。

现在测原子量一般是两种方法，化学法和物理法。物理法简便，精度又高，一般大家都舍远求近了。物理法是质谱法,通过测定同位素的原子量，然后根据其在自然界的丰度计算得到的。它所使用的仪器叫质谱仪。由于用质谱测定原子量时，必须同时测定同位素丰度，而有些元素同位素的组成因来源不同而有涨落，以导致实际测得这些元素的原子量并非固定不变。因此，现在每两年需修订一次原子量表。

化学法可就难咯。先制备该元素的纯卤化物，采用银作二级基准分析卤化物纯度，再向一定量的卤化物样品溶液中加入等量的硝酸银，用重量法测定卤化银的重量，然后通过当量测定原子量。美国化学家理查兹因为精确测定原子量而荣获1914年诺贝尔化学奖。这项工作他干了十年。具体怎么干的，咱们后面再说。

1957年，美国人尼尔（A.O.Neer）和厄兰得（A.OLander）提出以12C＝12为基准的方案，这一方案得到德国人马陶赫（J.Mattauch）的支持。1959 年国际纯粹与应用化学联合会接受马陶赫的意见，决定建议使用C12 为原子量基准。1960年国际纯粹与应用物理联合会接受了这项倡议。为什么选C12呢？大家书上看到都有来源广泛之类，分布广，稳定之类的话。实际上最主要的原因是C12用质谱最容易测准，尼尔和马陶赫都是世界知名的质谱学家。

C12这么也有块50年了，在它之前是谁呢？这位先行者又坚持了多少年呢？1860年，斯达提出O=16为基准，很快得到公认并在化学领域沿用了整整一个世纪（1860～1960）。他一方面注意提高使用的蒸馏水的纯度，以防引入杂质，同时，将天平的灵敏度提高到0.03毫克；另一方面选用易被制成高纯度的金属银作为测定基准物。这些精益求精的工作使斯达在1857～1882这二十五年时间里测定了多种元素的精确原子量，其精度可达小数点后4位数字，与现在原子量相当接近。理查兹发现斯达使用的银中含有少量氧，于是采用如下方法改进：用经过15次重结晶后得到的AgNO3还原得到银，再将银放置在石灰石上在氢气中熔化，从而得到不含氧的银。他通过这种方法将银的原子是从107.93修正为107.88与现代银原子量更为接近。这样他测定的原子量也就更加精确。

但是，不管多好的事情都害拍这个词。1929年美国化学家乔克等人在天然氧中发现了17O和18O两种同位素后，使得化学和物理两大领域的原子量基准出现了差别。由于化学的原子量基准选用的是天然氧，而物理的原子量基准选用的是16O＝16，因此精确计算得出化学原子量单位＝1.000275×物理原子量单位，这佯就使得世界上存在两套原子量数值，这势必要引起一些混乱。于是C12就应运而生。在C12之前也提出了4He=4和以19F＝19为基准，但是都不如C12这个最大的优点二没有成为标准。

现在往前推到了1860年，再往前呢？最早的原子量基准是由道尔顿提出的H=1.接着贝采里乌斯以O=100为基准。道尔顿还没有分子概念，所以提出的原子量不是很准。他认为水是由1个氧原子和1个氢原子组成的。这祥，根据当时拉瓦锡对水的重量分析的结果，以他选择的氢原子的相对重量为1做基准，算得氧原子相对重量为5.5。拉瓦锡和杜邦家的关系可不错，艾乐·杜邦乃是拉瓦锡的嫡船弟子，艾乐的老爸皮埃尔和拉瓦锡是相当不错的朋友。

说到原子量这边的一直在改，贝采里乌斯可配得上这一称号。贝采里乌斯不是贝利踩乌丝，马甲上初中的时候记不住贝采里乌斯的名字，干脆就记成了贝利踩马特乌斯，反正就那么五个字，选择题差不多就成了，反正没丢过分。

贝采里乌斯写道：“我明白了，首先应当以最大的精确度测出尽可能多的元素的原子量。不这样，化学理论所望眼欲穿的光明白昼就不会紧跟着它的朝霞而出现。这是那时候化学研究的最重要任务，所以我完全献身于它。”

贝采里乌斯用了近二十年的时间，在极其简陋的实验室里测定了大约两千种化合物的化合量，并据此在1814～1826年的12年里连续发表了三张原子量表，所列元素多达49种。其中大部分原子量已接近现代原子量数值。这是部分数据,已经换算过了.

元素 1814 年 1818 年 1826 年 现代值

O 16.00 16.00 16.00 16.00

H 1.062 0.996 0.998 1.008

C 12.02 12.05 12.25 12.01

N 12.73 12.36 14.16 14.01

S 32.16 32.19 32.19 32.07

Ca 81.63 81.93 40.96 40.08

Fe 110.98 118.55 54.27 55.85

Na 92.69 93.09 46.54 22.99

Mg 50.47 50.68 25.34 24.31

Al 54.72 54.72 27.39 26.98

Ag 430.11 432.51 216.26 107.9

Zn 129.03 129.03 64.51 65.39

1802 年，贝采里乌斯从医学院毕业后担任斯德哥尔摩大学助教; 1803 年，他与赫新格尔共同发现铈； 1809 年，他被选为瑞典科学院院士， 1810 年又被选为科学院院长；从 1818 年直至逝世，任瑞典科学院常任秘书。他老先生57岁才结婚,原因是因为孤独。另外，他颇有与门大爷相似之处：中学时候非常聪明，但就是不爱学习，喜欢动植物昆虫等；也是父母双亡；也是先进医学院，再学化学。

好啦，原子量一直在改的历史结束拉，看来，它还会至少两年一次的一直在改下去。

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