Где берут относительную атомную массу для табл. Менделеева?

[misha.physics]

Здравствуйте.
В таблице Менделеева возле каждого элемента часто приводят значение относительной атомной массы данного хим. элемента.

Дело в том, что я сегодня услышал, что это значение относительной атомной массы - это усредненное значение по разным атомам данного хим. элемента (то есть, по разным его изотопам). И что поэтому, эта величина получается дробная, например, для первого хим. элемента получаем 1.0079. Давайте на этом примере и рассуждать.

Я не химик, поэтому вопросы у меня наверное немного дилетантские:
1) Это значение (1.0079) это точное значение или округленное?
2) Это усредненное значение (например, для водорода, дейтерия, трития...) или для какого-то определенного изотопа?
3) Входит ли в это значение масса электронов, или это только относительная масса самого ядра атома?
4) Каким путем получает это значение: теоретическим или экспериментальным? То есть, это значение рассчытывают, зная количество протонов, нейтронов и т. д., или определяют экспериментально "взвешиванием"?

Может вместо ответов на все эти вопросы лучше описать качественно "процедуру" получения этого значения - относительной атомной массы для данного элемента, того значения, которое и написано в периодической системе химических элементов.

-- 17 авг 2018, 14:44 --

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

3) Входит ли в это значение масса электронов, или это только относительная масса самого ядра атома?

Здесь я поторопился, похоже входит. Речь идет об относительной массе целого атома. Тогда другой вопрос: значит мы рассматрываем только нейтральные атомы, да?

P. S. И ещё, правильно ли, что атомом по определению называют только нейтральную "частицу"? А если нет - то это уже ионы, то есть, дейтерий, например, нельзя называть атомом? Просто я когда-то слышал два варианты. Одни говорили, что это так, другие - что нет. Можно конечно посмотреть в книге или ёще где-нибудь, но хочется все-таки услышать мнение знающих и современных людей. Как на самом деле обстоит с этим дело в химии сейчас

[iifat]

Тоже, в общем-то, не химик.

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

это точное значение или округленное?

Ничего точного в физике нет и быть не может. Разумеется, округлённое.

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

Это усредненное значение ... или для какого-то определенного изотопа?

Сами ж пишете:

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

значение относительной атомной массы - это усредненное значение по разным атомам данного хим. элемента

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

теоретическим или экспериментальным?

Ну, если мне не изменяет память, таблица Менделеева появилась заметно раньше планетарной модели атома...

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

атомом по определению называют только нейтральную "частицу"?

Естественно.

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

дейтерий, например, нельзя называть атомом?

Это ещё с чего бы?

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

хочется все-таки услышать мнение знающих и современных людей

А вот это зря. Если, конечно, хотите изучить химию.

[rockclimber]

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

Дело в том, что я сегодня услышал

Только сегодня? А в школе этого не говорили на уроках химии? Вроде бы не тайна за семью печатями, школьные учителя должны бы знать. Да и учебники тоже.

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

1) Это значение (1.0079) это точное значение или округленное?

Округленное до 5-й значащей цифры, очевидно (прапорщик Ясненько на форуме уже есть, я тогда буду сержант Такточно ).

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

2) Это усредненное значение (например, для водорода, дейтерия, трития...) или для какого-то определенного изотопа?

То, что вы "только сегодня узнали" - разве не является ответом именно на этот вопрос?

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

А если нет - то это уже ионы, то есть, дейтерий, например, нельзя называть атомом?

Ээээ... Что вы называете словом "дейтерий"?

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

Можно конечно посмотреть в книге или ёще где-нибудь, но хочется все-таки услышать мнение знающих и современных людей.

Знающие современные люди на этом форуме обычно советуют смотреть сначала в книге Любой учебник по общей или неорганической химии для вузов подойдет.

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

И ещё, правильно ли, что атомом по определению называют только нейтральную "частицу"?

Если вы назовете ион атомом в ситуации, когда неважно, какой именно у него заряд, то вас
а) поймут
б) простят

[arseniiv]

iifat в сообщении #1333116 писал(а):

Ну, если мне не изменяет память, таблица Менделеева появилась заметно раньше планетарной модели атома...

Ну, числа в современной таблице тоже найдены уже не теми методами, которыми приходилось пользоваться на время её создания.

misha.physics
Раз вы хотите деталей:
Вообще если посмотреть в таблицу, там обычно есть пометка типа «в квадратных скобках даны массы наиболее долгоживущих изотопов для элементов, не встречающихся в природе». То есть не везде усреднённая. Кроме того, можно добавить ещё два уточнения:
1. Не всегда однозначно можно сказать, «встречается в природе» элемент или отдельный изотоп или нет. Хотя если его там так мало, что стоит этот вопрос, то на усреднённое по распространённости значение это для практических нужд никак не повлияет.
2. «Распространённость изотопов в природе» бывает, в общем-то, разная и для некоторых приложений важнее не те усреднённые массы, которые будут в учебнике. Хотя опять же разница может быть такова, что с учебником всё сойдётся.
3. В любом случае, относительные массы отдельных изотопов не обязательно целые. (Это может быть некоторым неочевидно.) Так что какое-нибудь там [235] у урана в таблице не совсем верно (если там говорится, что оно означает не $A$, а именно относительную атомную массу).

P. S. Тоже не химик.

-- Пт авг 17, 2018 18:43:49 --

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

4) Каким путем получает это значение: теоретическим или экспериментальным? То есть, это значение рассчытывают, зная количество протонов, нейтронов и т. д., или определяют экспериментально "взвешиванием"?

Тут есть небольшая проблема с вычислением дефекта массы ядра. Остальные поправки (на взаимодействие электронов друг с другом и с ядром) кажутся не такими важными (могу не угадать!). Так что, насколько я в курсе, всё экспериментально.

[rockclimber]

arseniiv в сообщении #1333125 писал(а):

3. В любом случае, относительные массы отдельных изотопов не обязательно целые.

Я бы сказал, что они "обязательно нецелые" - все, кроме одного, принятого за эталон. А все из-за дефекта масс, электронов, и разницы масс между протоном и нейтроном, как я понимаю.
Просто когда атомные массы только-только измерили, с небольшой точностью - они были довольно близки к целым, и в школе на уроках до сих пор их считают, как целые. За исключением хлора, у которого два изотопа примерно в соотношении $1:3$, из-за чего итоговая атомная масса $35,45$ плохо округляется к целому.

[arseniiv]

rockclimber в сообщении #1333127 писал(а):

Я бы сказал, что они "обязательно нецелые" - все, кроме одного, принятого за эталон. А все из-за дефекта масс, электронов, и разницы масс между протоном и нейтроном, как я понимаю.

Да, но вдруг бы случайно совпало, кто эту природу знает!

-- Пт авг 17, 2018 18:51:15 --

(Надо было написать «не обязательно, но практически никогда не».)

[misha.physics]

iifat,

iifat в сообщении #1333116 писал(а):

Ну, если мне не изменяет память, таблица Менделеева появилась заметно раньше планетарной модели атома...

Я просто подумал, что когда была разработана теория, то экспериментальные данные возможно начали заменять теоретически рассчитанными.

iifat в сообщении #1333116 писал(а):

Это ещё с чего бы?

Ой, перепутал, вместо "дейтерия" должен был написать какой-то ион водорода. То есть, ион можно называть атомом (как более общее название) или нет.

rockclimber,

rockclimber в сообщении #1333117 писал(а):

Только сегодня? А в школе этого не говорили на уроках химии? Вроде бы не тайна за семью печатями, школьные учителя должны бы знать. Да и учебники тоже.

К сожалению, школы бывают разные, учителя тоже, и самое главное, мой интерес к точным наукам был не очень большой. К сожалению.

rockclimber в сообщении #1333117 писал(а):

То, что вы "только сегодня узнали" - разве не является ответом именно на этот вопрос?

Просто мне это показалось удивительным и я засомневался. Но если так, то получается, что это значение сильно зависит от самого эксперимента. Ведь могли одного изотопа взять больше, другого меньше. Эта величина может же зависеть от места, где брали материал. Значит в современных таблицах Менделеева, эта величина берется из измерений? Просто интересно, её как-то уточняют со временем?

rockclimber в сообщении #1333117 писал(а):

Ээээ... Что вы называете словом "дейтерий"?

Это я ошибся. Хотел привести пример иона, а привел пример изотопа. Под дейтерием я понимаю атом водорода с одним нейтроном.

rockclimber в сообщении #1333117 писал(а):

Знающие современные люди на этом форуме обычно советуют смотреть сначала в книге Любой учебник по общей или неорганической химии для вузов подойдет.

Да, согласен, похоже не стоило мне сразу лезть с вопросами, а самому поразбираться Хотя на счёт некоторых вопросов я догадывался, но не был уверен. В первую очередь, об определении атома, иона и т. д.

arseniiv,

arseniiv в сообщении #1333125 писал(а):

Тут есть небольшая проблема с вычислением дефекта массы ядра. Остальные поправки (на взаимодействие электронов друг с другом и с ядром) кажутся не такими важными (могу не угадать!). Так что, насколько я в курсе, всё экспериментально.

А, а то я думаю, зачем все усложнять и "взвешивать атомы", если сейчас хорошо известны массы протона, нейтрона, электрона и т. д.

rockclimber,

rockclimber в сообщении #1333127 писал(а):

За исключением хлора, у которого два изотопа примерно в соотношении $1:3$, из-за чего итоговая атомная масса $35,45$ плохо округляется к целому.

О, спасибо, как раз интересовал этот хлор. Я как раз догадывался, что у него есть другие изотопы в "достаточно больших" количествах и они дают заметный вклад.

arseniiv,

arseniiv в сообщении #1333129 писал(а):

(Надо было написать «не обязательно, но практически никогда не».)

Наверное, абсолютно точно будет только для эталона, по определению. А то даже представить себе трудно, что может быть такое совпадение с целым числом :) Разве что в пределах измерительной точности.

===

Итак, главное, значит даже сейчас, те данные об относительной атомной массе получают экспериментальным путем и это усреднение по разным изотопам. Как делают это усреднение (какие изотопы данного элемента, в каких количествах, где и как берут "на пробу") это уже другой вопрос.

Спасибо всем за разъяснения.

P. S. Химия до сих пор мне кажется сложнее физики. Я даже в университете её не очень хорошо знал. А есть же ещё неорганическая химия, там мне вообще чудеса представляются, хотя я с ней вообще не знаком.

[EUgeneUS]

misha.physics в сообщении #1333139 писал(а):

Я просто подумал, что когда была разработана теория, то экспериментальные данные возможно начали заменять теоретически рассчитанными.

В таблице Менделеева указана средняя масса элемента в природе. То есть атомная масса природной смеси изотопов.
Кстати, для некоторых элементов атомная масса указана с гораздо меньшей точностью, чем для других. И это не потому что, более точно измерить сложно, а потому что она (атомная масса смеси изотопов) имеет в природе сильные вариации, в таблице указывается с точностью, в которую эти вариации укладываются.

Так вот. Если у Вас есть теория, которая объясняет (с указанной в таблице Менделеева точностью) распределение в природе (в земной коре и атмосфере) различных изотопов, и величину его, распределения, различия в разных точках Земли - срочно её публикуйте.

[misha.physics]

arseniiv,

arseniiv в сообщении #1333125 писал(а):

Так что какое-нибудь там [235] у урана в таблице не совсем верно (если там говорится, что оно означает не $Z$, а именно относительную атомную массу).

Понял, ну все-таки не $Z$, а $A$ массовое число. Заряд ядра урана равен $Z=92$

[arseniiv]

misha.physics в сообщении #1333139 писал(а):

А есть же ещё неорганическая химия, там мне вообще чудеса представляются, хотя я с ней вообще не знаком.

Наоборот, органическая?

Вообще на деле многие части физики не менее экспериментальны, чем части химии. Просто в школьный курс химии трудно не вставить больше экспериментального и меньше теоретического, чем в школьный курс физики, которому везёт больше. Биологии везёт, наоборот, ещё меньше, она практически чисто описательная получается.

misha.physics в сообщении #1333141 писал(а):

Понял, ну все-таки не $Z$, а $A$ массовое число. Заряд ядра урана равен $Z=92$

Да, спасибо.

EUgeneUS в сообщении #1333140 писал(а):

Так вот. Если у Вас есть теория, которая объясняет (с указанной в таблице Менделеева точностью) распределение в природе (в земной коре и атмосфере) различных изотопов, и величину его, распределения, различия в разных точках Земли - срочно её публикуйте.

Да ладно, ТС имел в виду массы отдельных изотопов.

UPD. Если уж делить на физику и химию, массы изотопов ближе к первой.

[EUgeneUS]

arseniiv в сообщении #1333143 писал(а):

Да ладно, ТС имел в виду массы отдельных изотопов.

да ладно.

misha.physics в сообщении #1333106 писал(а):

В таблице Менделеева возле каждого элемента часто приводят значение относительной атомной массы данного хим. элемента.

Дело в том, что я сегодня услышал, что это значение относительной атомной массы - это усредненное значение по разным атомам данного хим. элемента (то есть, по разным его изотопам).

arseniiv в сообщении #1333143 писал(а):

UPD. Если уж делить на физику и химию, массы изотопов ближе к первой.

Массы изотопов ближе к физике, а вот относительная атомная масса природной смеси изотопов - к аналитической химии.

[misha.physics]

EUgeneUS,

EUgeneUS в сообщении #1333140 писал(а):

В таблице Менделеева указана средняя масса элемента в природе.

Спасибо, именно этого мне не хватало.

arseniiv,

arseniiv в сообщении #1333143 писал(а):

Наоборот, органическая?

Да, спасибо :)

arseniiv в сообщении #1333143 писал(а):

Да ладно, ТС имел в виду массы отдельных изотопов.

Я немного сам не понял. В каком смысле "отдельных изотопов"?

[rockclimber]

misha.physics в сообщении #1333139 писал(а):

Просто мне это показалось удивительным и я засомневался. Но если так, то получается, что это значение сильно зависит от самого эксперимента. Ведь могли одного изотопа взять больше, другого меньше. Эта величина может же зависеть от места, где брали материал. Значит в современных таблицах Менделеева, эта величина берется из измерений? Просто интересно, её как-то уточняют со временем?

Просто взять одного изотопа больше, чем другого, крайне затруднительно. По крайней мере, настолько сильно, чтобы результаты из разных мест прямо бросались в глаза. Разница в концентрациях изотопов, думаю, будет порядка тысячных, ну может быть сотых долей максимум. А итоговое влияние на расчет атомной массы - еще на порядок-два меньше.

[EUgeneUS]

rockclimber в сообщении #1333152 писал(а):

Разница в концентрациях изотопов, думаю, будет порядка тысячных, ну может быть сотых долей максимум. А итоговое влияние на расчет атомной массы - еще на порядок-два меньше.

У селена, например, атомная масса посчитана с точностью до сотых. Насколько понимаю, это связано с вариациями изотопного состава

-- 17.08.2018, 18:50 --

Кстати. Берем таблицу Менделеева и смотрим у каких элементов атомная масса посчитана с точностью 6-7 значащих знаков. С большой вероятностью в природе это будет моноизотпоный элемент. Показательное место: гадолиний (6 изотопов) - тербий (1 изотоп) - диспрозий (7 изотопов)

[arseniiv]

Кажется, какие-то существа достаточно сильно небезразличны к изотопам некоторых элементов и немного их в итоге разделяют?

misha.physics в сообщении #1333147 писал(а):

Я немного сам не понял. В каком смысле "отдельных изотопов"?

Ну, атомов отдельных изотопов, а не некоторого усреднённого атома Земли (или Солнечной системы, или человека, или ещё чего). Измеряют в эксперименте ведь как раз о. а. м. именно первых, а уже потом, взяв экспериментальное же распределение изотопов, вычисляют нужное среднее. Кажется, вы уже это поняли, но зачем-то опять решили, что запутались.