На сайте Геологической службы США 13 декабря 2010 года появилась статья, посвященная изменениям представления атомных весов некоторых элементов. Мы предлагаем вам сокращенную версию этой статьи на русском языке.
Новая таблица Стандартных атомных весов опубликована в журнале «Pure and Applied Chemistry». Сопроводительная статья, озаглавленная «Атомные веса больше не являются природной константой» (Atomic Weights—No Longer Constants of Nature) будет опубликована в журнале «Chemistry International» в марте–апреле 2011 г. (в данный момент она доступна на сайте журнала в электронном виде).
Впервые в истории будут внесены изменения в атомные веса некоторых элементов, перечисленных в Таблице стандартных атомных весов химических элементов, которую можно найти в учебниках по химии всего мира.
Комиссия по атомным весам Международного союза по чистой и прикладной химии (The International Union of Pure and Applied Chemistry’s (IUPAC) Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights) собирается опубликовать новую таблицу, в которой атомные веса десяти элементов будут изображены в виде интервала, а не единственного стандартного значения. Новая таблица является результатом совместных исследований Геологической службы США, IUPAC, и других организаций.
Обычно стандартные атомные веса считаются природной константой, несмотря на тот факт, что атомные веса многих обычные химических элементов испытывают колебания в результате физических, химических и биологических процессов.
«Более полутора веков многих из нас учили использовать стандартные атомные веса — единственное значение — найденное под обложкой учебников по химии и в периодической таблице элементов», сказал Тай Коплен, директор лаборатории стабильных изотопов в Рестоне при Геологической службе США. «Несмотря на то, что это изменение предлагает значительные преимущества в понимании химии, можно представить себе трудности, возникающие отныне для преподавателей и студентов, которым придется выбирать единственное значение из интервала при проведении химических расчетов».
Стандартные атомные веса водорода, лития, бора, углерода, азота, кислорода, кремния, серы, хлора и таллия раньше выражались в виде центрального значения с неопределенностями, отражающими природные колебания атомного веса. Теперь веса этих элементов будут выражены в виде интервалов для более точного отражения этих колебаний атомных весов. Например, обычно считается, что бор имеет стандартный атомный вес 10,811. Тем не менее, его реальный атомный вес может находиться где-то между 10,806 и 10,821, в зависимости от места обнаружения элемента.
Атомный вес элемента зависит от того, сколько стабильных изотопов он имеет и относительного количества каждого стабильного изотопа. Колебания атомного веса возникают, когда элемент имеет два или более природных стабильных изотопа, относительное содержание которых может меняться.
Современные аналитические технологии позволяют точно измерять атомные веса многих элементов, и эти небольшие колебания атомных весов элементов важны для исследований и промышленности. Например, изотопные измерения азота, хлора и других элементов используются для отслеживания загрязнителей в реках и грунтовых водах.
Элементы, имеющие единственный стабильный изотоп не обнаруживают колебаний в своих атомных весах. Например, стандартные атомные веса фтора, алюминия, натрия и золота являются константами, и их значения известны более чем до шестого знака.
2011 год по инициативе Международного союза по чистой и прикладной химии и ЮНЕСКО был объявлен Международным годом химии. Изменения в таблице стандартных атомных весов станут ключевым событием этого года.
Фундаментальные исследования, лежащие в основе изменений представления атомных весов отдельных элементов, собраны в отчете «Сбор данных о минимальных и максимальных значениях соотношений изотопов отдельных элементов в природно образующихся земных материалах и реагентах» (Compilation of minimum and maximum isotope ratios of selected elements in naturally occurring terrestrial materials and reagents). Сокращенная версия этого доклада опубликована в журнале Международного союза по чистой и прикладной химии «Pure and Applied Chemistry», т. 74, № 10, сс. 1987–2017 (2002). (doi:10.1351/pac200274101987). В том же журнале помещен обзор работ по стандартным атомным весам в XX веке.
С полной версией статьи можно ознакомиться на английском языке на сайте Геологической службы США по адресу: http://www.usgs.gov/newsroom/article.asp?ID=2661&from=rss_home.
Издательско-выставочный центр ВСЕГЕИ
