Pes atòmic
El pes atòmic (símbol: Ar), una quantitat física sense dimensió, és la raó de la massa mitjana d'un àtom d'un element químic (d'una font donada) a 1/12 de la massa d'un àtom de carboni-12.[1][2] El terme s'utilitza, sense més qualificació, per a referir-se al pes atòmic estàndard publicat a intervals regulars per la (IUPAC)[3][4] i els quals s'apliquen als materials normals de laboratori.Aquests pesos atòmics estàndards es publiquen en llibres de text, catàlegs comercials, etc. Massa atòmica relativa també es pot usar per a descriure aquesta quantitat física, i de fet, l'ús del terme pes atòmic és força controvertit des del 1960[5] Els pesos atòmics, a diferència de les masses atòmiques (les masses del àtoms individuals), no són costants físiques i varien d'una mostra a una altra. No obstant, són prou constant en mostres normals per a ser importants en química.
Taula de continguts |
[modifica] Definició
La definició de la IUPAC[1] és:
Un pes atòmic (massa atòmica relativa) d'un element d'una font específica és la raó de la massa promig per àtom de l'element a 1/12 de la massa d'un àtom de 12C.
La definició especifica deliberadament "un pes atòmic…", ja que un element tindrà diferents pesos atòmics depenen de la font. Per exemple, el bor de Turquia té un pes atòmic inferior que el bor de Califòrnia, ja que tenen una composició isotòpica diferent .[6] [7] No obstant, donat el cost i la dificultat de l'anàlisi isotòpica, és comú l'ús dels valors de taules de pesos atòmics estàndards, omni presents en laboratoris químics..
[modifica] Controvèrsia sobre el nom
L'ús del terme pes atòmic presenta una forta controvèrsia.[5] Alguns científics prefereixen el terme massa atòmica relativa (no s'ha de confondre amb massa atòmica). Ja que el pes atòmic no és un pes, és a dir, la força que exerceix sobre un objecte la gravetat, mesurat en unitats de força com el newton.
D'altres recolzen el terme pes atòmic assenyalant (entre altres arguments) que:[5]
- El terme s'ha utilitzat contínuament per a la mateixa quantitat des de que es va conceptualitzar al 1808;[8]
- La major part d'aquest temps, els pesos atòmics realment es mesuraren pesant-los ( és a dir per anàlisi gravimètrica) i que el nom d'una quantitat física no hauria de canviar simplement perquè el mètode de determinació hagi canviat;
- El terme "masa atòmica relativa" s'hauria de reservar per a la massa d'un núclid específic (o isòtop), mentre que pes atòmic s'usaria per z la mitjana ponderada de les masses atòmiques de la mostra;
[modifica] Determinació del pes atòmic
Els pesos atòmics actualment es calcules a partir dels valors de la massa atòmica mesurada (per a cada núcli) i composició isotòpica. Masses atòmiques precises estan disponibles[9][10] per a pràcticament tots el núclids no radioactius, però la composició isotòpica és molt més difícil de mesurar a altra precisió i més subjecte a variacions entre mostres. f.[11][12] Per aquesta raó, els pesos atòmicsdels vint-i-dos elements mononuclídics es coneixen amb un alt grau de precisió – una incertesa de només un part en 38 milions en el cas del fluor, una precisió que és més gran que el valor actual de la nombre d'Avogadro (una part en 20 milió).
| Isòtop | Massa atòmica[10] | Abundància[11] | |
|---|---|---|---|
| Standard | Range | ||
| 28Si | 27.976 926 532 46(194) | 92.2297(7)% | 92.21–92.25% |
| 29Si | 28.976 494 700(22) | 4.6832(5)% | 4.69–4.67% |
| 30Si | 29.973 770 171(32) | 3.0872(5)% | 3.10–3.08% |
Aquest càlcul és un exemple sobre el silici, ja que el seu pes atòmic és especialment important en metrologia. El silici natural és una mescla de tres isòtops: el 28Si, el 29Si i el 30Si. Les masses atòmiques d'aquests núclids són conegudes amb una precisió de 14 mil milions pel 28Si i sobre una part en mil milions en els altres. No obstant, l'interval d'abundància natural per als isòtops és tal que l'abundància estàndard només es pot donar sobre el ±0.001% (vegeu taula). Els càculs són
- Ar(Si) = (27.97693 × 0.922297) + (28.97649 × 0.046832) + (29.97377 × 0.030872) = 28.0854
L'estimació de la incertesa és complicada[13], especialment perquè la distribució de les mostres no és necessàriament simètrica: els pesos atòmics estàndards de la IUPAC estan referits amb incerteses simètriques estimades,[14] i el valor per al silici és 28.0855(3). La incertesa estàndard relativa en aquest valor és ×10–5 or10 ppm.
[modifica] Referències
- ↑ 1,0 1,1 IUPAC. «Atomic Weights of the Elements 1979». Pure and Applied Chemistry, 52, 2349–84. DOI:10.1351/pac198052102349.
- ↑ http://www.iupac.org/publications/books/gbook/green_book_2ed.pdf pàgina=41
- ↑ La darrera edicióIUPAC. «Atomic Weights of the Elements 2005». Pure and Applied Chemistry, 78, 2051–66. DOI:10.1351/pac200678112051.
- ↑ El llistar dels pesos atòmics estàndards. La comissió de la IUPAC per l'abundància isotòpica i pesos atòmicsanuncià l l'agost de 2007 la modificació dels següents pesos atòmics: luteci 174.9668(1); molibdè 95.96(2); níquel 58.6934(4); iterbi 173.054(5); zinc 65.38(2). El valor recomanat per la quantitat d'isòtop de f 40Ar/36Ar que pot ser útil en la datació argó-argó també canvià de 296.03(53) a 298.56(31).
- ↑ 5,0 5,1 5,2 «'Atomic Weight'—The Name, Its History, Definition, and Units». Pure and Applied Chemistry, 64, 1535–43. DOI:10.1351/pac199264101535.
- ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, A.. Chemistry of the Elements. 2nd. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 0-7506-3365-4.
- ↑ IUPAC. «Atomic Weights of the Elements: Review 2000». Pure Appl. Chem., 75, 683–800. DOI:10.1351/pac200375060683.
- ↑ John Dalton. A New System of Chemical Philosophy. Manchester: ?, 1808.
- ↑ National Institute of Standards and Technology. Pes atòmic i composició isotòpica per a tots els elements.
- ↑ 10,0 10,1 Wapstra, A.H.. «The AME2003 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data, adjustment procedures». Nucl. Phys. A, 729, 129–336. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.002. Wapstra, A.H.. «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references». Nucl. Phys. A, 729, 337–676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
- ↑ 11,0 11,1 IUPAC. «Isotopic Compositions of the Elements 1997». Pure and Applied Chemistry, 70, 217–35. DOI:10.1351/pac199870010217.
- ↑ IUPAC. «Isotopic Abundance Variations Of Selected Elements». Pure and Applied Chemistry, 74, 1987–2017.
- ↑ Meija, Juris. «Uncertainty propagation of atomic weight measurement results». Metrologia, vol. 45, pàg. 53–62. DOI:10.1088/0026-1394/45/1/008.
- ↑ Holden, Norman E.. «Atomic Weights and the International Committee—A Historical Review». Chemistry International, vol. 26, 1, pàg. 4–7.
