Правило целого числа - Whole number rule
В химии , то правило целое число указывает , что массы изотопов целого числа , кратные массы водорода атома. Это правило представляет собой модифицированную версию гипотезы Праута, предложенной в 1815 году, о том, что атомный вес кратен весу атома водорода. Оно также известно как правило целых чисел Астона в честь Фрэнсиса У. Астона, который был удостоен Нобелевской премии по химии в 1922 г. «за открытие с помощью своего масс-спектрографа изотопов в большом количестве нерадиоактивных элементов, и за провозглашение правила целого числа ".
Закон определенных пропорций
Закон определенных пропорций был сформулирован Джозефом Прустом около 1800 и утверждает , что все образцы химического соединения будут иметь одинаковый элементный состав по массе. Атомная теория о Джоне Дальтон расширила эту концепцию и объяснена независимо от того , как состоящие из дискретных атомов с одним видом атома для каждого элемента объединен в фиксированных пропорциях с образованием соединений.
Гипотеза Праута
В 1815 году Уильям Праут сообщил о своем наблюдении, что атомный вес элементов был целым числом, кратным атомному весу водорода . Затем он выдвинул гипотезу, что атом водорода является основным объектом, а другие элементы представляют собой комбинацию различного количества атомов водорода.
Открытие изотопов Астоном
В 1920 году Фрэнсис У. Астон продемонстрировал с помощью масс-спектрометра, что очевидные отклонения от гипотезы Праута в основном связаны с существованием изотопов . Например, Астон обнаружил, что у неона есть два изотопа с массами, очень близкими к 20 и 22 согласно правилу целых чисел, и предположил, что нецелое значение 20,2 для атомного веса неона связано с тем фактом, что природный неон является смесь примерно 90% неона-20 и 10% неона-22). Вторичной причиной отклонений является дефект энергии связи или 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 . В 1932 году Джеймс Чедвик открыл незаряженную частицу с массой примерно равной протону, которую он назвал нейтроном . Тот факт, что ядро атома состоит из протонов и нейтронов, был быстро принят, и Чедвик был удостоен Нобелевской премии по физике в 1935 году за свое открытие.
Современная форма правила целого числа состоит в том, что атомная масса данного элементарного изотопа приблизительно равна массовому числу (число протонов плюс нейтроны), умноженному на атомную единицу массы (приблизительная масса протона, нейтрона или атома водорода-1). . Это правило предсказывает атомную массу от нуклидов и изотопов с погрешностью не более 1%, причем большая часть ошибки объясняется дефицитом масс , вызванного ядерной энергией связи .
использованная литература
дальнейшее чтение
- Харкинс WD (1925). «Разделение хлора на изотопы (изотопные элементы) и правило целых чисел для атомных весов» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 11 (10): 624–8. Bibcode : 1925PNAS ... 11..624H . DOI : 10.1073 / pnas.11.10.624 . PMC 1086175 . PMID 16587053 .