? ? ? ?原子量是指某種原子的質量與固定的原子量基準的比值,又稱相對原子量。原子那么小,它的重量是如何測量得到的呢?對化學發展有什么重要意義呢?19世紀初,英國科學家道爾頓提出了原子論,但并未立即得到化學家們的普遍承認,當原子量能夠被較準確地測定,物質變化得以定量描述時,化學才真正成為一門近代科學。19世紀70年代,俄國科學家門捷列夫也正是在掌握了各種元素較準確的原子量后,將元素按其原子量大小的順序排列進行比較研究,才發現了周期律,并據此預見性地構筑了整個化學科學的框架。可見在化學發展的歷史進程中,原子量的測定具有十分重要的地位。?
? ? ? ?原子量測量方法經歷了三個主要發展階段:19世紀初期至20世紀中期的化學測量法階段;20世紀40年代至60年代的相對質譜測量法階段;20世紀60年代至今的絕對質譜測量法階段。最早道爾頓曾用氫作為原子量基準,19世紀中期開始用氧-16作為基準,并一直沿用了一個世紀。1961年,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)確定采用碳-12作為原子量的新基準。原子量測量體現了全球科學家不斷探索真理的執著追求精神,融匯了基礎理論、測量方法和精密制造等重大科學發現和創新。利用高精密質譜儀測量同位素組成及核質量獲得元素原子量是當前國際公認的最準確的測量方法。我國國家計量院自20世紀80年代起開展了元素原子量的測量研究,先后建立了銻、鋅、硒、鐿等11種元素原子量的絕對質譜測量方法,測量的同位素豐度及原子量準確度高,不確定度小,同位素豐度值均被IUPAC評為最佳測量,其中10種元素的原子量被采納為國際新標準值。尤其是新近研究建立的鉬同位素組成全校正質譜新方法,引領了國際同位素及原子量高精準測量技術的發展。?
? ? ? ?據統計,近十年原子量修改涉及了30多種元素,充分體現了當前國際研究關注度。近年來,由于同位素測量技術已能觀測到自然界部分元素同位素豐度的細微差異,對原子量是“自然常數”的傳統概念打了個問號。自2010年起IUPAC已將碳、氧等12種元素原子量標準值采用給出原子量值范圍的新表達方式,不再使用平均原子量及不其確定度,故而在部分學科的尖端研究中需要對樣品的原子量進行實測。例如,在摩爾國際單位制重新定義中采用了“硅球法”,就需要對超高濃縮硅-28的原子量進行精準測量,測量不確定度要求小于5x10-9。?
? ? ? ?原子量新的表達方式引領了同位素高精準測量方法學的發展,平均原子量值呈現出逐漸被樣品的準確原子量值取代的發展趨勢,這種變化將導致同位素精準測量理論和技術成為新的研究熱點。


蒙公網安備 15010302000446