原子的质量是怎么测量的

Question

如题所述

Answer 1

以下都不是我写的……我只是搬运工……
现代测定原子量主要有化学方法和物理方法（质谱法）。化学方法是先制备该元素的纯卤化物，采用银作二级基准分析卤化物纯度，再向一定量的卤化物样品溶液中加入等量的硝酸银,用重量法测定卤化银的重量,然后通过当量测定原子量。质谱法是通过测定同位素的原子量,然后根据其在自然界的丰度计算得到的。它所使用的仪器叫质谱仪，这种方法的最大优点是精度高。现代原子量几乎都是由质谱洁测定的。在质谱仪中，被测样品（气体和固体的蒸气）中的元素经阴极射线的作用产生带正电荷的离子，正离子先后通过电场和磁场后发生偏转。无论正离子速度的大小，只要其电荷与质量之比e／m，简称荷质比）相同的离子就会收敛在一处，在照相板上留下痕迹；不同e／m的正离子将收敛在不同位置，从而形成相应的线条。将这些线条的位置与l2C原子质谱上的谱线和相应的质量标度比较可求得这些离子即元素的相对质量。同时，用电流检示计通过测定离子流的强度求出这些元素的相对丰度，进而便可算出该元素的原子量。此外还有一种核反应法。它是通过质能关系式DM＝Q／C2，根据核反应的能量变化Q来计算两核间的质量差值，进而求出原变化Q来计算两核简的质量差值，进而求出原子量，这种方法对测定短半衰期的放射性同位素原子量是唯一的。由于用质谱测定原子量时，必须同时测定同位素丰度，而有些元素同位素的组成因来源不同而有涨落，以导致实际测得这些元素的原子量并非固定不变。因此，现在每两年需修订一次原子量表。
测定阿伏加德罗常数
已知NaCl晶体中靠的最近的Na+与Cl-的距离为d
其密度为P
摩尔质量为M
计算阿伏加德罗常数的公式
1mol
NaCl
的体积为
V＝M/P
而NaCl是立方晶体，四个NaCl分子所占的体积是(2d)^3
1mol
NaCl
的个数为
V/[(2d)^3/4]=V/2d^3
所以阿伏加德罗常数＝M/2Pd^3
如果P是原子密度，则八个原子所占的体积是(2d)^3
阿伏加德罗常数＝M/Pd^3

Answer 2

原子质量的测量始于20世纪初，经过一个世纪的发展，现在已经达到了109的精度，通过精确测量粒子的质量，可以更精确的了解质量与能量的关系，粒子间的结合程度和相互作用之间的关系。如在76Ge衰变到76Se的反应中，正常的模式是发射两个电子和两个反中微子，即76Ge---76Se+2e+2-。但可能存在另外一种违反轻子数守恒和标准模型的衰变，即无中微子双β衰变。研究这种衰变是否真正存在，需要确定76Ge和76Se的质量在108以上的精度，因此质量的精确测量是和正确理解宇宙的组成机制是有一定的关系的。
另外一个重要的意义就是千克的定义，象时间的定义用铯原子钟一样，质量的定义也可以用原子的质量来定义。现在提出的方案是用28Si原子的质量来定义千克，这就需要精确知道28Si原子的质量，目前已经达到了109以上的精度，其它的用途如化学家利用精确的原子质量来分析复杂分子的组成结构等等。因此，原子质量的精确测量是物理学中很重要的一项基础性研究工作。本回答被提问者采纳

Answer 3

由于原子质量数值太小，如1个氢原子质量为1.67*10^-27kg，一个氧原子的质量为2.657*10^-26kg，书写和使用都不方便，所以采用相对质量。以一种碳原子（这种碳原子叫做碳12，是含有6个质子和6个中子的碳原子，它的质量的1/12等于1.66*10^-27kg）质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量。根据这个标准，氢的相对原子质量约为1，氧的相对原子质量约为16。

Answer 4

密度等于质量除以体积
质量等于密度乘以体积