रसायन विज्ञान में किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और उसके निर्धारण का इतिहास। परमाणु भार। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान - ज्ञान हाइपरमार्केट

परमाणु भार

(अप्रचलित शब्द - परमाणु भार), संदर्भित करता है। किसी परमाणु के द्रव्यमान का मान व्यक्त किया जाता है

वी परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ।भिन्नात्मक मान (द्रव्यमान संख्या के विपरीत - न्यूट्रॉन और प्रोटॉन की कुल संख्या परमाणु नाभिक). पूर्वाह्न। एक रसायन के समस्थानिक। तत्व भिन्न हैं. ए. एम. प्राकृतिक के लिए. आइसोटोप के मिश्रण से बने तत्व A.M का औसत मान लेते हैं। आइसोटोप उनकी प्रतिशत सामग्री को ध्यान में रखते हुए। ये मान समय-समय पर दर्शाए जाते हैं। तत्वों की प्रणाली (ट्रांयूरेनियम तत्वों के अपवाद के साथ, जिनके लिए द्रव्यमान संख्याएँ दी गई हैं)। पूर्वाह्न। अंतर निर्धारित करें तरीके; अधिकतम. सबसे सटीक मास स्पेक्ट्रोमेट्री है।

इस मात्रा की अवधारणा में परमाणुओं की अवधारणा में परिवर्तन के अनुसार दीर्घकालिक परिवर्तन हुए हैं। डाल्टन के सिद्धांत (1803) के अनुसार, एक ही रासायनिक तत्व के सभी परमाणु समान होते हैं और इसका परमाणु द्रव्यमान एक निश्चित मानक तत्व के परमाणु के द्रव्यमान के साथ उनके द्रव्यमान के अनुपात के बराबर संख्या होती है। हालाँकि, लगभग 1920 तक यह स्पष्ट हो गया कि प्रकृति में पाए जाने वाले तत्व दो प्रकार के होते हैं: कुछ वास्तव में समान परमाणुओं द्वारा दर्शाए जाते हैं, और अन्य जिनके परमाणु समान होते हैं एक ही आरोपगुठली, लेकिन अलग द्रव्यमान; इस प्रकार के परमाणुओं को आइसोटोप कहा जाता था। इस प्रकार डाल्टन की परिभाषा केवल प्रथम प्रकार के तत्वों के लिए मान्य है। किसी तत्व का परमाणु द्रव्यमान कई समस्थानिकों द्वारा दर्शाया जाता है औसत मूल्यइसके सभी समस्थानिकों की द्रव्यमान संख्या से, प्रकृति में उनकी प्रचुरता के अनुरूप प्रतिशत के रूप में लिया जाता है। 19 वीं सदी में परमाणु द्रव्यमान निर्धारित करते समय रसायनज्ञों ने मानक के रूप में हाइड्रोजन या ऑक्सीजन का उपयोग किया। 1904 में, एक के औसत द्रव्यमान का 1/16...

परमाणु भार

परमाणु भार, परमाणु के द्रव्यमान का मान परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है (परमाणु द्रव्यमान इकाइयाँ देखें)। बारूद को मापने के लिए एक विशेष इकाई का उपयोग इस तथ्य के कारण होता है कि परमाणुओं का द्रव्यमान अत्यंत छोटा होता है (10 -22 -10 -24 जी) और उन्हें ग्राम में व्यक्त करना असुविधाजनक है। एएमयू की एक इकाई को कार्बन परमाणु 12 सी के आइसोटोप के द्रव्यमान का 1/12 माना जाता है। कार्बन इकाई का द्रव्यमान (संक्षिप्त रूप में सी.यू.) (1.660 43 ± 0.00031) 10 -24 के बराबर है जी।आमतौर पर, जब ए.एम. का संकेत मिलता है, तो पदनाम "यू" होता है। इ।" उतारा गया.

अवधारणा "ए. एम।" जे. डाल्टन द्वारा प्रस्तुत किया गया (1803) वह AM को परिभाषित करने वाले पहले व्यक्ति थे। AM की स्थापना के लिए व्यापक कार्य 19वीं शताब्दी के पूर्वार्ध में किया गया था। जे. बर्ज़ेलियस , बाद में झ. एस. स्टास और टी. डब्ल्यू. रिचर्ड्स। 1869 में डी...

परमाणु भार

किसी भी रासायनिक तत्व की मुख्य विशेषताओं में से एक उसका सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान है।

(एक परमाणु द्रव्यमान इकाई एक कार्बन परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 है, जिसका द्रव्यमान 12 एएमयू माना जाता है और है1,66 10 24 जी।

प्रति एएमयू तत्वों के परमाणुओं के द्रव्यमान की तुलना करके सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (Ar) के संख्यात्मक मान ज्ञात किये जाते हैं।

किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान दर्शाता है कि उसके परमाणु का द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है।

उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के लिए Ar (O) = 15.9994, और हाइड्रोजन के लिए Ar (H) = 1.0079।

सरल और के लिए जटिल पदार्थठानना रिश्तेदार आणविक वजन, जो संख्यात्मक रूप से अणु बनाने वाले सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर है। उदाहरण के लिए, पानी का आणविक भार H2O है

एमजी (एच2ओ) = 2 1.0079 + 1 15.9994 = 18.0153।

अवोगाद्रो का नियम

रसायन विज्ञान में द्रव्यमान और आयतन की इकाइयों के साथ-साथ किसी पदार्थ की मात्रा की इकाई का उपयोग किया जाता है, जिसे मोल कहा जाता है।

!एमओएल (वी) - किसी पदार्थ की मात्रा को मापने की एक इकाई जिसमें उतनी ही संरचनात्मक इकाइयाँ (अणु, परमाणु, आयन) होती हैं, जितने कार्बन आइसोटोप "सी" के 0.012 किग्रा (12 ग्राम) में परमाणु होते हैं।

इसका मतलब यह है कि किसी भी पदार्थ के 1 मोल में समान संख्या में संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं 6,02 10 23 . यह मात्रा कहलाती है अवोगाद्रो स्थिरांक(पद का नाम एनए, आयाम 1/मोल).

इतालवी वैज्ञानिक अमादेओ अवोगाद्रो ने 1811 में एक परिकल्पना सामने रखी, जिसे बाद में प्रयोगात्मक डेटा द्वारा पुष्टि की गई और बाद में इसे कहा गया अवोगाद्रो का नियम.उन्होंने इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित किया कि सभी गैसें समान रूप से संपीड़ित होती हैं (बॉयल-मैरियट का नियम) और उनके थर्मल विस्तार के गुणांक समान होते हैं (गे-लुसाक का नियम)। इस संबंध में उन्होंने सुझाव दिया कि:

स्थित विभिन्न गैसों की समान मात्रा में वही स्थितियाँ, निहित एक जैसी संख्याअणु.

उन्हीं परिस्थितियों में (आमतौर पर हम बात करते हैं सामान्य स्थितियाँ: पूर्ण दबाव 1013 मिलीबार है और तापमान 0 डिग्री सेल्सियस है) सभी गैसों के अणुओं के बीच की दूरी समान है, और अणुओं का आयतन नगण्य है। उपरोक्त सभी को ध्यान में रखते हुए, हम निम्नलिखित धारणा बना सकते हैं:

!यदि समान परिस्थितियों में समान मात्रा में गैसें होंअणुओं की समान संख्या, तो समान संख्या में अणुओं वाले द्रव्यमान का आयतन समान होना चाहिए।

दूसरे शब्दों में,

समान परिस्थितियों में, किसी भी गैस का 1 मोल समान आयतन रखता है। सामान्य परिस्थितियों में, किसी भी गैस का 1 मोल एक आयतन घेरता है वी, 22.4 लीटर के बराबर। इस वॉल्यूम को कहा जाता हैगैस की दाढ़ मात्रा (आयाम एल/मोल या मी³ /मोल).

सामान्य परिस्थितियों (दबाव 1013 मिलीबार और तापमान 0 डिग्री सेल्सियस) के तहत गैस की दाढ़ मात्रा का सटीक मान है 22.4135 ± 0.0006 एल/मोल। मानक शर्तों के तहत (टी=+15° सी, दबाव = 1013 एमबार) 1 मोल गैस का आयतन 23.6451 लीटर है, और परटी=+20° C और 1013 mbar का दबाव, 1 मोल लगभग 24.2 लीटर का आयतन घेरता है।

संख्यात्मक शब्दों में, दाढ़ द्रव्यमान परमाणुओं और अणुओं के द्रव्यमान (एएमयू में) और सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान के साथ मेल खाता है।

नतीजतन, किसी भी पदार्थ के 1 मोल का द्रव्यमान ग्राम में होता है जो संख्यात्मक रूप से इस पदार्थ के आणविक द्रव्यमान के बराबर होता है, जिसे परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है।

उदाहरण के लिए, एम(ओ2) = 16 ए। ई.एम. 2 = 32 ए. ईएम, इस प्रकार, ऑक्सीजन का 1 मोल 32 ग्राम से मेल खाता है। समान परिस्थितियों में मापा गया गैसों का घनत्व उनके दाढ़ द्रव्यमान के रूप में जाना जाता है। चूंकि गैस वाहकों पर तरलीकृत गैसों का परिवहन करते समय व्यावहारिक समस्याओं का मुख्य उद्देश्य आणविक पदार्थ (तरल पदार्थ, वाष्प, गैसें) होते हैं, मुख्य मांगी जाने वाली मात्रा दाढ़ द्रव्यमान होगी एम(जी/मोल), पदार्थ की मात्रा वीमोल और द्रव्यमान में टीपदार्थ ग्राम या किलोग्राम में.

किसी विशेष गैस का रासायनिक सूत्र जानकर आप कुछ हल कर सकते हैं व्यावहारिक समस्याएँतरलीकृत गैसों के परिवहन के दौरान उत्पन्न होने वाली समस्याएँ।

उदाहरण 1. डेक टैंक में 22 टन तरलीकृत एथिलीन है (साथ2 एन4 ). यह निर्धारित करना आवश्यक है कि क्या बोर्ड पर 5000 मीटर 3 की मात्रा वाले तीन कार्गो टैंकों को उड़ाने के लिए पर्याप्त कार्गो है, यदि उड़ाने के बाद टैंकों का तापमान 0 डिग्री सेल्सियस है और दबाव 1013 मिलीबार है।

1. एथिलीन का आणविक भार निर्धारित करें:

एम = 2 12.011 + 4 1.0079 = 28.054 ग्राम/मोल।

2. सामान्य परिस्थितियों में एथिलीन वाष्प के घनत्व की गणना करें:

ρ = एम/वी = 28.054: 22.4 = 1.232 ग्राम/लीटर।

3. सामान्य परिस्थितियों में कार्गो वाष्प की मात्रा ज्ञात करें:

22∙10 6: 1.252= 27544 m3.

कार्गो टैंकों की कुल मात्रा 15,000 m3 है। नतीजतन, एथिलीन वाष्प के साथ सभी कार्गो टैंकों को शुद्ध करने के लिए बोर्ड पर पर्याप्त कार्गो है।

उदाहरण 2. यह निर्धारित करना आवश्यक है कि कितना प्रोपेन है (साथ3 एन8 ) 8000 मीटर 3 की कुल क्षमता वाले कार्गो टैंकों को शुद्ध करने के लिए आवश्यक होगा, यदि टैंकों का तापमान +15 डिग्री सेल्सियस है, और शुद्धिकरण की समाप्ति के बाद टैंक में प्रोपेन वाष्प का दबाव 1013 मिलीबार से अधिक नहीं होगा।

1. प्रोपेन का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें साथ3 एन8

एम = 3 12,011 + 8 1,0079 = 44.1 ग्राम/मोल।

2. आइए टैंकों को शुद्ध करने के बाद प्रोपेन वाष्प घनत्व निर्धारित करें:

ρ = एम: वी = 44.1: 23.641 = 1.865 किग्रा/मीटर 3।

3. वाष्प घनत्व और आयतन को जानकर, हम टैंक को शुद्ध करने के लिए आवश्यक प्रोपेन की कुल मात्रा निर्धारित करते हैं:

एम = ρ वी = 1.865 8000 = 14920 किग्रा ≈ 15 टन।

(1766-1844) ने अपने व्याख्यानों के दौरान छात्रों को लकड़ी से बने परमाणुओं के मॉडल दिखाए, जिसमें दिखाया गया कि वे कैसे मिलकर विभिन्न पदार्थ बना सकते हैं। जब एक छात्र से पूछा गया कि परमाणु क्या हैं, तो उसने उत्तर दिया: “परमाणु रंगीन होते हैं अलग - अलग रंगलकड़ी के क्यूब्स जिनका आविष्कार श्री डाल्टन ने किया था।”

बेशक, डाल्टन अपने एब्स या बारह साल की उम्र में स्कूल शिक्षक बनने के लिए प्रसिद्ध नहीं हुए। आधुनिक परमाणु सिद्धांत का उद्भव डाल्टन के नाम से जुड़ा है। विज्ञान के इतिहास में पहली बार उन्होंने परमाणुओं के द्रव्यमान को मापने की संभावना के बारे में सोचा और इसके लिए विशिष्ट तरीके प्रस्तावित किए। यह स्पष्ट है कि परमाणुओं को सीधे तोलना असंभव है। डाल्टन ने केवल "गैसीय और अन्य पिंडों के सबसे छोटे कणों के भार के अनुपात" के बारे में बात की, यानी उनके सापेक्ष द्रव्यमान के बारे में। और आज तक, हालांकि किसी भी परमाणु का द्रव्यमान सटीक रूप से ज्ञात है, इसे कभी भी ग्राम में व्यक्त नहीं किया जाता है, क्योंकि यह बेहद असुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम के एक परमाणु का द्रव्यमान - पृथ्वी पर मौजूद सबसे भारी तत्व - केवल 3.952 · 10 -22 ग्राम है। इसलिए, परमाणुओं का द्रव्यमान सापेक्ष इकाइयों में व्यक्त किया जाता है, जिससे पता चलता है कि किसी दिए गए तत्व के परमाणुओं का द्रव्यमान कितना गुना है मानक के रूप में स्वीकृत किसी अन्य तत्व के परमाणुओं के द्रव्यमान से अधिक है। वास्तव में, यह डाल्टन का "वजन अनुपात" है, अर्थात। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान.

डाल्टन ने हाइड्रोजन परमाणु के द्रव्यमान को द्रव्यमान की एक इकाई के रूप में लिया, और अन्य परमाणुओं के द्रव्यमान को खोजने के लिए उन्होंने विभिन्न शोधकर्ताओं द्वारा पाए गए परमाणुओं का उपयोग किया। प्रतिशत रचनाएँअन्य तत्वों के साथ विभिन्न हाइड्रोजन यौगिक। इस प्रकार, लेवोज़ियर के अनुसार, पानी में 15% हाइड्रोजन और 85% ऑक्सीजन होता है। यहां से डाल्टन ने ऑक्सीजन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 5.67 पाया (यह मानते हुए कि पानी में प्रत्येक हाइड्रोजन परमाणु के लिए एक ऑक्सीजन परमाणु है)। अमोनिया (80% नाइट्रोजन और 20% हाइड्रोजन) की संरचना पर अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम ऑस्टिन (1754-1793) के आंकड़ों के अनुसार, डाल्टन ने नाइट्रोजन के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को 4 के बराबर निर्धारित किया (यह भी मानते हुए) समान संख्याइस यौगिक में हाइड्रोजन और नाइट्रोजन परमाणु)। और कुछ हाइड्रोकार्बन के विश्लेषण के आंकड़ों से, डाल्टन ने कार्बन को 4.4 का मान दिया। 1803 में, डाल्टन ने कुछ तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की दुनिया की पहली तालिका संकलित की। इसके बाद, इस तालिका में बहुत मजबूत परिवर्तन हुए; मुख्य घटनाएँ डाल्टन के जीवनकाल के दौरान हुईं, जैसा कि निम्नलिखित तालिका से देखा जा सकता है, जो में प्रकाशित पाठ्यपुस्तकों के डेटा को दर्शाता है अलग-अलग साल, साथ ही इसमें आधिकारिक प्रकाशन IUPAC - इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री।

सबसे पहले, डाल्टन का असामान्य परमाणु द्रव्यमान ध्यान आकर्षित करता है: वे आधुनिक से कई गुना भिन्न हैं! ऐसा दो कारणों से है. पहला 18वीं सदी के अंत - 19वीं सदी की शुरुआत में प्रयोग की अशुद्धि है। जब गे-लुसाक और हम्बोल्ट ने पानी की संरचना (12.6% एच और 87.4% ओ) को परिष्कृत किया, तो डाल्टन ने ऑक्सीजन के परमाणु द्रव्यमान का मान बदल दिया, इसे 7 के बराबर ले लिया (आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, पानी में 11.1% हाइड्रोजन होता है)। जैसे-जैसे माप विधियों में सुधार हुआ, कई अन्य तत्वों के परमाणु द्रव्यमान को परिष्कृत किया गया। उसी समय, परमाणु द्रव्यमान की माप की इकाई के रूप में पहले हाइड्रोजन को चुना गया, फिर ऑक्सीजन को, और अब कार्बन को।

दूसरा कारण अधिक गंभीर है. डाल्टन को विभिन्न यौगिकों में विभिन्न तत्वों के परमाणुओं के अनुपात का पता नहीं था, इसलिए उन्होंने 1:1 अनुपात की सबसे सरल परिकल्पना को स्वीकार कर लिया। कई रसायनज्ञों ने ऐसा तब तक सोचा जब तक कि पानी (एच 2 ओ) और अमोनिया (एनएच 3) और कई अन्य यौगिकों की संरचना के लिए सही सूत्र विश्वसनीय रूप से स्थापित और रसायनज्ञों द्वारा स्वीकार नहीं किए गए। सूत्र स्थापित करना गैसीय पदार्थअवोगाद्रो के नियम का उपयोग पदार्थों के सापेक्ष आणविक द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए किया गया था। तरल पदार्थ के लिए और एसएनएफअन्य तरीकों का इस्तेमाल किया ( सेमी. आणविक भार परिभाषा)। चर संयोजकता वाले तत्वों के यौगिकों के लिए सूत्र स्थापित करना विशेष रूप से आसान था, उदाहरण के लिए, फेरिक क्लोराइड। क्लोरीन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान इसके कई गैसीय यौगिकों के विश्लेषण से पहले से ही ज्ञात था। अब, यदि हम मान लें कि लौह क्लोराइड में धातु और क्लोरीन परमाणुओं की संख्या समान है, तो एक क्लोराइड के लिए लोहे का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 27.92 के बराबर था, और दूसरे के लिए - 18.62। इसके बाद क्लोराइड FeCl 2 और FeCl 3 के सूत्र, और ए r(Fe) = 55.85 (दो विश्लेषणों का औसत)। दूसरी संभावना सूत्र FeCl 4 और FeCl 6 है, और एआर (Fe) = 111.7 - को असंभावित मानकर बाहर रखा गया। ठोस पदार्थों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान ने 1819 में फ्रांसीसी वैज्ञानिकों पी.आई. डुलोंग और ए.टी. पेटिट द्वारा तैयार किए गए अनुभवजन्य नियम को खोजने में मदद की: परमाणु द्रव्यमान और ताप क्षमता का उत्पाद एक स्थिर मूल्य है। डुलोंग-पेटिट नियम ने धातुओं के लिए विशेष रूप से अच्छा काम किया, जिसने, उदाहरण के लिए, बर्ज़ेलियस को उनमें से कुछ के परमाणु द्रव्यमान को स्पष्ट करने और सही करने की अनुमति दी।

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान पर विचार करते समय रासायनिक तत्वआवर्त सारणी में दिए गए आंकड़ों से आप देख सकते हैं कि अलग-अलग तत्वों के लिए उन्हें अलग-अलग सटीकता के साथ दिया गया है। उदाहरण के लिए, लिथियम के लिए - 4 से महत्वपूर्ण लोग, सल्फर और कार्बन के लिए - 5 से, हाइड्रोजन के लिए - 6 से, हीलियम और नाइट्रोजन के लिए - 7 से, फ्लोरीन के लिए - 8 से। ऐसा अन्याय क्यों?

यह पता चला है कि किसी दिए गए तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान जिस सटीकता से निर्धारित किया जाता है वह माप की सटीकता पर इतना निर्भर नहीं करता है, बल्कि "प्राकृतिक" कारकों पर निर्भर करता है जो मनुष्यों पर निर्भर नहीं होते हैं। वे किसी दिए गए तत्व की समस्थानिक संरचना की परिवर्तनशीलता से जुड़े हैं: विभिन्न नमूनों में समस्थानिकों का अनुपात बिल्कुल समान नहीं है। उदाहरण के लिए, जब पानी वाष्पित हो जाता है, तो प्रकाश समस्थानिक वाले अणु ( सेमी. रासायनिक तत्व) हाइड्रोजन 2 एच आइसोटोप वाले भारी पानी के अणुओं की तुलना में थोड़ी तेजी से गैस चरण में गुजरता है। परिणामस्वरूप, तरल पानी की तुलना में जल वाष्प में 2 एच आइसोटोप थोड़ा कम होता है। कई जीव हल्के तत्वों के समस्थानिक भी साझा करते हैं (उनके लिए द्रव्यमान में अंतर भारी तत्वों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है)। इस प्रकार, प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे प्रकाश आइसोटोप 12 सी को प्राथमिकता देते हैं। इसलिए, जीवित जीवों में, साथ ही उनसे प्राप्त तेल और कोयले में, भारी आइसोटोप 13 सी की सामग्री कम हो जाती है, और कार्बन डाईऑक्साइडऔर इसके विपरीत, इससे बनने वाला कार्बोनेट बढ़ जाता है। सल्फेट्स को कम करने वाले सूक्ष्मजीव प्रकाश आइसोटोप 32 एस को भी जमा करते हैं, इसलिए तलछटी सल्फेट्स में इसकी मात्रा अधिक होती है। बैक्टीरिया द्वारा पचाए न जाने वाले "अवशेषों" में भारी आइसोटोप 34 एस का अनुपात अधिक होता है। (वैसे, सल्फर आइसोटोप के अनुपात का विश्लेषण करके, भूविज्ञानी मैग्मैटिक से सल्फर के तलछटी स्रोत को अलग कर सकते हैं। और 12 सी और 13 सी आइसोटोप के अनुपात से, कोई चुकंदर चीनी से गन्ना चीनी को भी अलग कर सकता है!)

तो, कई तत्वों के लिए यह बहुत है सटीक मानपरमाणु द्रव्यमान का कोई मतलब नहीं है क्योंकि वे एक नमूने से दूसरे नमूने में थोड़ा भिन्न होते हैं। जिस सटीकता के साथ परमाणु द्रव्यमान दिया गया है, उसके आधार पर कोई तुरंत बता सकता है कि किसी दिए गए तत्व का "आइसोटोप पृथक्करण" प्रकृति में होता है या नहीं और कितना मजबूत है। लेकिन, उदाहरण के लिए, फ्लोरीन के लिए परमाणु द्रव्यमान बहुत उच्च सटीकता के साथ दिया गया है; इसका मतलब यह है कि किसी भी स्थलीय स्रोत में फ्लोरीन का परमाणु द्रव्यमान स्थिर है। और यह आश्चर्य की बात नहीं है: फ्लोरीन तथाकथित एकल तत्वों से संबंधित है, जो प्रकृति में एकल न्यूक्लाइड द्वारा दर्शाए जाते हैं।

आवर्त सारणी में कुछ तत्वों के द्रव्यमान कोष्ठक में होते हैं। यह मुख्य रूप से यूरेनियम (तथाकथित ट्रांसयूरेनियम तत्व) के बाद एक्टिनाइड्स पर लागू होता है, 7वीं अवधि के और भी भारी तत्वों के साथ-साथ कई हल्के तत्वों पर भी लागू होता है; इनमें टेक्नेटियम, प्रोमेथियम, पोलोनियम, एस्टैटिन, रेडॉन और फ्रांसियम शामिल हैं। यदि आप अलग-अलग वर्षों में मुद्रित तत्वों की तालिकाओं की तुलना करते हैं, तो आप पाएंगे कि ये संख्याएँ समय-समय पर बदलती रहती हैं, कभी-कभी कुछ ही वर्षों के भीतर। कुछ उदाहरण तालिका में दिये गये हैं।

तालिकाओं में परिवर्तन का कारण यह है कि संकेतित तत्व रेडियोधर्मी हैं और उनमें एक भी स्थिर आइसोटोप नहीं है। ऐसे मामलों में, या तो सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाले न्यूक्लाइड का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (उदाहरण के लिए, रेडियम के लिए) या द्रव्यमान संख्या देने की प्रथा है; उत्तरार्द्ध कोष्ठक में दिए गए हैं। जब एक नए रेडियोधर्मी तत्व की खोज की जाती है, तो वे सबसे पहले इसके कई आइसोटोप में से केवल एक प्राप्त करते हैं - एक विशिष्ट न्यूक्लाइड एक निश्चित संख्यान्यूट्रॉन. सैद्धांतिक अवधारणाओं के साथ-साथ प्रयोगात्मक संभावनाओं के आधार पर, वे पर्याप्त जीवनकाल के साथ एक नए तत्व का न्यूक्लाइड प्राप्त करने का प्रयास करते हैं (ऐसे न्यूक्लाइड के साथ काम करना आसान होता है), लेकिन यह "पहली कोशिश में" हमेशा संभव नहीं था। एक नियम के रूप में, जब अग्रगामी अनुसंधानयह पता चला कि लंबे जीवनकाल वाले नए न्यूक्लाइड मौजूद हैं और उन्हें संश्लेषित किया जा सकता है, और फिर डी.आई. मेंडेलीव की तत्वों की आवर्त सारणी में दर्ज संख्या को बदलना पड़ा। आइए अलग-अलग वर्षों में प्रकाशित पुस्तकों से लिए गए कुछ ट्रांसयूरेनियम, साथ ही प्रोमेथियम की द्रव्यमान संख्या की तुलना करें। तालिका में कोष्ठक में आधे जीवन के लिए वर्तमान डेटा हैं। पुराने प्रकाशनों में, तत्व 104 और 105 (आरएफ - रदरफोर्डियम और डीबी - डब्नियम) के वर्तमान में स्वीकृत प्रतीकों के बजाय, कू - कर्चेटियम और एनएस - नील्सबोरियम दिखाई दिए।

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, इसमें सूचीबद्ध सभी तत्व रेडियोधर्मी हैं, उनका आधा जीवन पृथ्वी की आयु (कई अरब वर्ष) से ​​बहुत कम है, इसलिए ये तत्व प्रकृति में मौजूद नहीं हैं और कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं। जैसे-जैसे प्रायोगिक तकनीकों में सुधार हुआ (नए आइसोटोप का संश्लेषण और उनके जीवनकाल का माप), कभी-कभी ऐसे न्यूक्लाइड ढूंढना संभव हो गया जो पहले ज्ञात की तुलना में हजारों और यहां तक ​​कि लाखों गुना अधिक समय तक जीवित रहे। उदाहरण के लिए, जब 1944 में तत्व संख्या 96 (जिसे बाद में क्यूरियम कहा गया) के संश्लेषण पर पहला प्रयोग बर्कले साइक्लोट्रॉन में किया गया था, तब इस तत्व को प्राप्त करने की एकमात्र संभावना प्लूटोनियम-239 नाभिक को ए-कणों के साथ विकिरणित करना था: 239 पु + 4 हे ® 242 सेमी + 1 एन. नए तत्व के परिणामी न्यूक्लाइड का आधा जीवन लगभग छह महीने का था; यह ऊर्जा का एक बहुत ही सुविधाजनक कॉम्पैक्ट स्रोत निकला, और बाद में इसका उपयोग इस उद्देश्य के लिए किया गया, उदाहरण के लिए, अमेरिकी पर अंतरिक्ष स्टेशन"सर्वेक्षक।" वर्तमान में, क्यूरियम-247 प्राप्त किया गया है, जिसका आधा जीवन 16 मिलियन वर्ष है, जो इस तत्व के पहले ज्ञात न्यूक्लाइड के जीवनकाल से 36 मिलियन गुना अधिक है। अतः तत्वों की तालिका में समय-समय पर किये जाने वाले परिवर्तन न केवल नये रासायनिक तत्वों की खोज से जुड़े हो सकते हैं!

निष्कर्षतः, आपने यह कैसे पता लगाया कि किसी तत्व में विभिन्न समस्थानिक किस अनुपात में मौजूद हैं? उदाहरण के लिए, इस तथ्य के बारे में कि 35 सीएल प्राकृतिक क्लोरीन का 75.77% है (बाकी 37 सीएल आइसोटोप है)? इस मामले में, जब प्राकृतिक तत्वकेवल दो आइसोटोप हैं; यह सादृश्य समस्या को हल करने में मदद करेगा।

1982 में, मुद्रास्फीति के परिणामस्वरूप, तांबे की कीमत, जिससे अमेरिकी एक-प्रतिशत सिक्के ढाले गए थे, सिक्के के मूल्य से अधिक हो गई। अत: इस वर्ष से सिक्के सस्ते जस्ते के बनाये जाते हैं और केवल ऊपर से लेपित किये जाते हैं पतली परतताँबा उसी समय, सिक्के में महंगे तांबे की मात्रा 95 से घटकर 2.5% हो गई, और वजन - 3.1 से 2.5 ग्राम हो गया। कुछ साल बाद, जब दो प्रकार के सिक्कों का मिश्रण प्रचलन में था, रसायन विज्ञान के शिक्षकों को एहसास हुआ कि ये सिक्के (वे आंखों से लगभग अप्रभेद्य हैं) - उनके "आइसोटोपिक विश्लेषण" के लिए एक उत्कृष्ट उपकरण, या तो द्रव्यमान से या प्रत्येक प्रकार के सिक्कों की संख्या से (मिश्रण में आइसोटोप के द्रव्यमान या मोल अंश के अनुरूप)। आइए इस प्रकार तर्क करें: मान लीजिए हमारे पास 210 सिक्के हैं, जिनमें हल्के और भारी दोनों हैं (यह अनुपात सिक्कों की संख्या पर निर्भर नहीं करता है, यदि उनमें से बहुत सारे हैं)। मान लीजिए कि सभी सिक्कों का कुल द्रव्यमान 540 ग्राम के बराबर है। यदि ये सभी सिक्के "हल्के किस्म" के होते, तो उनका कुल द्रव्यमान 525 ग्राम के बराबर होता, जो वास्तविक सिक्के से 15 ग्राम कम है। ऐसा क्यों? क्योंकि सभी सिक्के हल्के नहीं होते: उनमें से कुछ भारी होते हैं। एक हल्के सिक्के को भारी सिक्के से बदलने पर कुल द्रव्यमान में 0.6 ग्राम की वृद्धि होती है। हमें द्रव्यमान में 40 ग्राम की वृद्धि करने की आवश्यकता है। इसलिए, 15/0.6 = 25 हल्के सिक्के हैं। इस प्रकार, मिश्रण में 25/210 = 0.119 या 11.9% हल्के सिक्के। (बेशक, समय के साथ सिक्कों का "समस्थानिक अनुपात"। अलग - अलग प्रकारबदल जाएगा: अधिक से अधिक हल्के वाले होंगे, और कम से कम भारी वाले होंगे। तत्वों के लिए, प्रकृति में आइसोटोप का अनुपात स्थिर है।)

क्लोरीन या तांबे के समस्थानिकों के मामले में भी यही सच है: तांबे का औसत परमाणु द्रव्यमान ज्ञात है - 63.546 (यह विभिन्न तांबे के यौगिकों का विश्लेषण करके रसायनज्ञों द्वारा निर्धारित किया गया था), साथ ही प्रकाश का द्रव्यमान 64 Cu और भारी 65 Cu है। तांबे के समस्थानिक (ये द्रव्यमान भौतिकविदों द्वारा अपने स्वयं के भौतिक तरीकों का उपयोग करके निर्धारित किए गए थे)। यदि किसी तत्व में दो से अधिक स्थिर समस्थानिक हैं, तो उनका अनुपात अन्य तरीकों से निर्धारित किया जाता है।

यह पता चला है कि हमारी टकसालों, मॉस्को और सेंट पीटर्सबर्ग ने भी, विभिन्न "आइसोटोपिक किस्मों" के सिक्के ढाले हैं। वजह एक ही है- धातु की कीमत में बढ़ोतरी. इस प्रकार, 1992 में 10- और 20-रूबल के सिक्के गैर-चुंबकीय तांबे-निकल मिश्र धातु से बनाए गए थे, और 1993 में - सस्ते स्टील से, और ये सिक्के एक चुंबक द्वारा आकर्षित होते हैं; द्वारा उपस्थितिवे व्यावहारिक रूप से समान हैं (वैसे, इन वर्षों के कुछ सिक्के "गलत" मिश्र धातु में ढाले गए थे; ऐसे सिक्के बहुत दुर्लभ हैं, और कुछ सोने से भी अधिक महंगे हैं!)। 1993 में, 50-रूबल के सिक्के भी तांबे के मिश्र धातु से ढाले गए थे, और उसी वर्ष (हाइपरइन्फ्लेशन!) - पीतल के साथ लेपित स्टील से। सच है, हमारे सिक्कों की "समस्थानिक किस्मों" का द्रव्यमान अमेरिकी सिक्कों जितना भिन्न नहीं है। हालाँकि, सिक्कों के ढेर को सटीक रूप से तौलने से यह गणना करना संभव हो जाता है कि उनमें प्रत्येक प्रकार के कितने सिक्के हैं - वजन के आधार पर, या सिक्कों की संख्या के आधार पर, यदि कुल संख्या की गणना की जाती है।

इल्या लीनसन