Какая точность возможна?

Какая точность возможна?Уточнения относительных атомных масс продолжались более полутора веков после работ Дальтона. Впервые достаточно точно отношение масс водорода и кислорода в воде определил в 1842 году французский химик Жан Батист Андре Дюма (1800-1884); он получил соотношение масс О : Н = 7,98 : 1. В 1885 году американский химик (и священник) Эдвард Морли получил значение 7,9396; в 1933-м американский физик Кеннет Бейнбридж — 7,9383; современное значение — 7,9367. Значит ли это, что один атом кислорода во столько же раз тяжелее атома водорода?

Нет, не значит. Ведь мы пока не заем правильную формулу воды.

Но вот что интересно: даже из правильной формулы воды Н2О не следует, что масса атома кислорода в 7,9367 • 2 = 15,8734 раза больше массы атома водорода.

Более того, вопрос «о точном соотношении масс атомов кислорода и водорода», оказывается, неправильный! Дело в том, что в XX веке выяснили, что в природе существует несколько разновидностей атомов и водорода, и кислорода (они называются изотопами этих элементов).

Например, кроме обычного водорода в природе есть также тяжёлый водород (он называется дейтерием), атомы которого вдвое тяжелее обычного.

Тяжёлый водород присутствует и в воде, и в сероводороде, и в аммиаке — во всех соединениях, в которых водород встречается.

Правда, его в природе немного — всего 0,015%. Поэтому в среднем атомная масса природного водорода почти такая же, как и у его лёгкой разновидности.

Учёные смогли выделить тяжёлый водород в чистом виде, а также получить воду, в которой все атомы водорода замещены дейтерием.

Такая вода называется тяжёлой.

По своим свойствам она отличается от обычной: замерзает при +3,8 °С, кипит при 101,4 °С, тяжелее обычной воды на 10,6%. Природный кислород тоже состоит из трёх изотопов. Массы их атомов больше массы атома лёгкого водорода в 16, 17 и 18 раз, то есть изотопы кислорода различаются по массе не так сильно, как изотопы водорода.

Содержание двух «тяжёлых кислородов» в природе составляет соответственно 0,038 и 0,2 %. Итак, можно говорить только о том, во сколько раз средняя масса встречающихся в природе атомов кислорода (с учётом их распространённости) больше средней массы встречающихся в природе атомов водорода (также с учётом их распространённости). Поскольку тяжёлых изотопов водорода и кислорода в природе очень мало, средняя атомная масса кислорода отличается от средней атомной массы водорода почти точно в 16 раз. Но бывает и иначе.

Например, атомов хлора в природе две разновидности с атомными массами 35 и 37. Причём лёгкого изотопа около 76%, а тяжёлого соответственно примерно 24%. Вот и получается, что средняя атомная масса хлора близка к 35,5. Когда-то такие дробные значения атомных масс очень удивляли химиков, которые ничего не знали ни о строении атомов, ни о существовании изотопов…

Читайте так же:

Комментарии запрещены.

О химии и химиках
  • Репетитор – это не обязательно

    06.09.2017

    Очень примечательным и ободряющим для российских граждан является тот факт, что во всем мире репетиторство развивается не менее бурными темпами, чем в России. Ведь когда на законодательном уровне было закреплено единый... 
    Читать полностью

  • Чудеса для разминки

    02.02.2017

    Если чего-нибудь не раздобудешь, неважно. Пропусти опыт и переходи к следующему. Но описание пропущенного опыта прочитай: когда-нибудь, при удобном случае, к нему можно и вернуться. Для первого опыта нужны два вещества, которые,... 
    Читать полностью

  • Варим яйцо в бумажной кастрюле

    02.02.2017

    Возьмите лист плотной бумаги, сверните из него колпачок. Стыки проклейте быстросохнущим клеем и скрепите скобами степлера. В эту бумажную емкость налейте воды, положите сырое яйцо. Согните из проволоки держатель (его можно... 
    Читать полностью

  • Свеча из мыла

    02.02.2017

    Когда мы рассуждали о том, почему мыло моет, то упоминали особое устройство его молекулы: «голова» и длинный «хвост», причем «голова» стремится к воде, а «хвост», напротив, от воды отталкивается… Рассмотрим... 
    Читать полностью

  • Главные принципы домашнего физика

    01.02.2017

    Правило первое (самое главное). Сначала демонстрация опыта, потом – его объяснение и применение закона! Именно такая последовательность привлекает максимальное внимание, и вызывает главный вопрос исследователя – «Почему?» Правило... 
    Читать полностью