第一節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu) 原子核擴展資料

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1、 第一節(jié) 原子的核式結(jié)構(gòu) 原子核擴展資料 捕捉電子的人——湯姆遜 英國科學(xué)巨匠、劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室主任JJ湯姆遜是英國的著名物理學(xué)家，電子的發(fā)現(xiàn)者．20多年來一直試圖揭開陰極射線的謎底，為此他進行了一系列實驗． 在第一個實驗里，湯姆遜在克魯克斯管內(nèi)的陽極上包了一層化學(xué)制品，這種制品一旦受到陰極射線的撞擊就會發(fā)熒光．接著，他在陰極射線的路徑上放了一個金屬十字架．結(jié)果，他在陽極上看到了十字架的陰影．從這個實驗中，湯姆遜得出結(jié)論：陰極射線是直線傳播的． 第二步，湯姆遜在陰極射線的路徑上放了一個精巧而又能轉(zhuǎn)動的小“風(fēng)車”（一種像排氣扇的東西），發(fā)現(xiàn)陰極射線能夠使“風(fēng)車”轉(zhuǎn)動．通過這

2、一實驗，湯姆遜了解到陰極射線是由物質(zhì)的粒子構(gòu)成的，而不僅僅是一束光線． 在第三個實驗里，湯姆遜在克魯克斯管周圍加上一個磁場，把磁鐵的北極和南極放在管子的兩邊．他觀察到磁場使陰極射線或在陰極作用了下運動粒子的軌道彎曲了．這表明，粒子是帶負(fù)電荷的． 在第四個實驗里，湯姆遜把荷電板放在陰極射線的兩邊，測定使之彎曲所需的荷電量，由此他可以算出粒子的重量．湯姆遜發(fā)現(xiàn)，陰極粒子的重量約為已知量輕的元素氫原子的兩千分之一． 最后，湯姆遜用不同的陰極把微量的不同氣體放在各個管子內(nèi)．他發(fā)現(xiàn)在每一種情況下，粒子所發(fā)生的變化都是一樣的．因此他猜想，這些粒子是一切物質(zhì)所共有的，而且始終是一樣的． 就這樣，湯姆

3、遜得到了許多有關(guān)陰極射線的知識．他知道它們走的是直線，它們是物質(zhì)的粒子，它們帶負(fù)電荷，重量非常輕，而且在一切元素時里都可以發(fā)現(xiàn)它們．湯姆遜在深入研究這五個事實之后，于1897年4月30日就陰極射線做了一個說明．他在向皇家學(xué)會提出的報告中寫道：“陰極射線是帶負(fù)電荷的粒子．”由于這些粒子是來自原子里面，因此他得出結(jié)論：“原子不是不可分割的，帶負(fù)電的粒子能夠在電力作用下從原子里分裂出來．這些粒子不管是從哪種原子里分裂出來的，質(zhì)量全都相同，而且?guī)瑯拥呢?fù)電荷，它們是一切原子的構(gòu)成部分．” 多么驚人！100年來，大家都相信，原子是物質(zhì)的最小單位，原子里面再沒有別的東西，它是不能分割的．現(xiàn)在，按照湯姆遜

4、的說法，他發(fā)現(xiàn)了能夠在每一種原子里都能找到的粒子．他把這些粒子叫做電子，意思是帶電的粒子．電子很輕，湯姆遜后來測出電子僅占原子總重量的1/1400左右． 湯姆遜根據(jù)這些實驗結(jié)論假設(shè)了一個原子模型——葡萄干面包模型．他認(rèn)為原子是一個帶正電的球（面包），在這個球里面散布著很小的帶負(fù)電的電子（葡萄干），這些電子排成一層一層的環(huán)． 1906年，湯姆遜因測出電子的電荷與質(zhì)量而獲諾貝物理獎． 查德威克 一、生平簡介 查德威克，J．(Sir James Chadwick1891～1974)英國實驗物理學(xué)家．1891年10月20日生于曼徹斯特，1911年畢業(yè)于曼徹斯特大學(xué)，后又在柏林

5、大學(xué)和劍橋大學(xué)深造．1923～1935年在劍橋大學(xué)任教．1935～1948年任利物浦大學(xué)教授．1948年起任劍橋大學(xué)戈維爾和凱爾斯學(xué)院院長．1927年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會會員．劍橋、牛津等許多大學(xué)都授予他榮譽學(xué)位．1945年被封為爵士．他是E．盧瑟福的學(xué)生和親密的同事． 他還獲得伯明翰大學(xué)、都柏林大學(xué)、利物浦大學(xué)、愛丁堡大學(xué)等許多學(xué)校的博士學(xué)位，他還是布魯塞爾、丹麥、阿姆斯特丹等許多科學(xué)院的院士，他還獲得法拉第獎?wù)潞透惶m克林獎?wù)碌龋?974年7月24日，這位現(xiàn)代物理學(xué)的先驅(qū)者與世長辭，終年83歲． 二、科學(xué)成就 查德威克主要從事原子核物理學(xué)的實驗研究．1914年他是學(xué)生的時候，首先發(fā)現(xiàn)β射

6、線能譜是連續(xù)的．1920年他通過鉑、銀和銅核研究α粒子的散射，直接測出了原子核的電荷，從而完全證實了盧瑟福的原子理論和關(guān)于元素的核結(jié)構(gòu)以及核電荷數(shù)與元素的原子序數(shù)相等的結(jié)論． 查德威克對科學(xué)的最大貢獻是他發(fā)現(xiàn)了中子． 1930年德國的W．W．G．博特用氦核轟擊鈹觀察到一種穿透性很強的輻射，當(dāng)時稱之為鈹輻射．其后，約里奧-居里夫婦用這種鈹射線轟擊石蠟和其它含氫物質(zhì)，觀察到石蠟中放射出一種強質(zhì)子流．由于當(dāng)時錯誤地認(rèn)為這種鈹輻射是一種γ輻射，從而對這種質(zhì)子流的放射現(xiàn)象難以解釋．這時查德威克也一直在進行鈹福射的研究，根據(jù)約里奧-居里夫婦的實驗，他敏銳地覺察到鈹福射決不是γ輻射，很可能就是盧瑟福在1

7、920年所預(yù)言的、也是他多年尋找的—中子輻射．查德威克通過一系列實驗研究，最后終于證實了中子的存在，鈹福射即是由鈹中射出的中子組成的．于1932年在《自然》上發(fā)表了《中子可能存在》的專文． 查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，不僅改變了當(dāng)時人們的物質(zhì)結(jié)構(gòu)的概念，同時還為研究和變革原子核提供了一種有力的手段，促進了核裂變研究工作的發(fā)展和原子能的利用．由于這一重要的發(fā)現(xiàn)，他獲得了1935年諾貝爾獎物理學(xué)獎． 查德威克與盧瑟福和C．D．艾利斯合著《放射性物質(zhì)的放射》一書，于1930年出版． 三、趣聞軼事 1、戰(zhàn)俘營里的實驗室 1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，德、英兩國成為敵對國，正在柏林的查德威克被德國當(dāng)局

8、當(dāng)作英國“俘虜”拘押在魯萊本的一個戰(zhàn)俘集中營．據(jù)說查德威克在集中營里開始悶得發(fā)慌，找不到知音．后來來了一位英國青年軍官埃利斯，查德威克以極大的熱情向埃利斯講解原子物理．戰(zhàn)后埃利斯成了一個原子物理學(xué)家．他這種科學(xué)精神深得德國同行們的同情和贊賞．在德國科學(xué)院的努力交涉下，查德威克在集中營里建立起一座實驗室，堅持作放射性實驗研究． 2、老師無意學(xué)生有心 1920年圣誕節(jié)，盧瑟福在向少年兒童作有關(guān)原子物理學(xué)科普報告的時候，曾經(jīng)提出一個很有啟發(fā)性的問題，既然原子中有帶負(fù)電的電子，也有帶正電的質(zhì)子，為什幺就不可以有一種不帶電的中性粒子呢？問者無意，聽者有心．當(dāng)時在場的查德威克對中性粒子產(chǎn)生了興趣，從1

9、921年起，他就從實驗和理論兩方面著手尋找中子．他指導(dǎo)格拉遜和羅伯茨從氫氣放電實驗中尋找，結(jié)果沒有成功．1932的法國物理學(xué)家約里奧居里夫婦用釙源中的α粒子轟擊鈹靶，產(chǎn)生穿透本領(lǐng)強的射線，用這種射線照射石蠟，發(fā)現(xiàn)石蠟經(jīng)撞擊后發(fā)射出質(zhì)子來．他們誤認(rèn)為這種射線是γ射線，γ射線有一種新的作用，可以把石蠟中的質(zhì)子打出來．查德威克以特有的敏感性感到需要重新審查這一實驗結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)這種射線的速率只有光速的1/10，不可能是γ射線．于是，他一方面用彈性碰撞的理論來分析，根據(jù)碰撞過程中的能量和動量守恒，確認(rèn)這種中性射線是質(zhì)量很大的中性粒子；中一方面用實驗測得這種中性粒子的質(zhì)量和氫核的質(zhì)量幾乎相等．就這樣，查德

10、威爾克終于在1932年發(fā)現(xiàn)了這種中性粒子，他采納了美國化學(xué)家哈金斯的建議，把這種中性粒子叫做中子． 3、與勞倫斯的友情 查德威克于1932年發(fā)現(xiàn)了中子，中子的發(fā)現(xiàn)打開了原子核的大門，使原子核物理學(xué)有了劃時代的進展，他因此榮獲了1935年諾貝爾物理獎．美國物理學(xué)家勞倫斯由于發(fā)明了回旋加速器，為高能物理的研究提供了有力的實驗工具，找到了打開粒子物理世界的一把鑰匙，而榮獲了1939年的諾貝爾物理獎．這兩位不同國度的杰出物理學(xué)家在1933年索爾維會議上不期而遇，隨后開始了熱情的通信，進而成為親密的朋友． 1939年7月，由于勞倫斯的大力倡導(dǎo)，并派助手協(xié)助，查德威克在利物浦的回旋加速器終于產(chǎn)生了它

11、的第一束加速粒子． 在勞倫斯的助手瓦爾克的協(xié)助下，金賽承擔(dān)了加速器的日常管理工作，金賽畢業(yè)于劍橋大學(xué)，他在卡文迪許實驗室工作學(xué)習(xí)了一段時間以后，和勞倫斯一起工作了3年． 1943年，查德威克率領(lǐng)一英國科學(xué)家來到美國的洛斯阿拉莫斯，參加原子彈的研制工作．查德威克與勞倫斯，通過他們的書信往來成為親密的朋友，在初次見面十年以后，他們在曼哈頓工程中再次相會，重溫舊好．為了科學(xué)的發(fā)展、世界的和平、人類文明的進步，他們開始并肩工作． 盧瑟福 盧瑟福(Ernest Rutherford，1871～1937)1871年8月30日生于新西蘭納爾遜附近的泉林村．父親是農(nóng)民和工匠，母親是鄉(xiāng)村教師．他在小

12、學(xué)就對科學(xué)實驗產(chǎn)生了興趣．由于成績優(yōu)秀，學(xué)習(xí)期間曾獲一系列獎學(xué)金．1894年從坎特布雷學(xué)院畢業(yè)時，以該?？涨暗臄?shù)學(xué)和物理雙第一名的成績獲碩士學(xué)位，還因無線電實驗研究方面的成績獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位．畢業(yè)后，留校工作一年．1895年考取大英博覽會獎學(xué)金，進英國劍橋大學(xué)卡文迪什實驗室學(xué)習(xí)．開始時是以研究無線電為主，用自己的發(fā)射器和檢波器實現(xiàn)了3.2km的收發(fā)距離．意大利人馬可尼后來的成就中包括了對盧瑟福檢波器的改進，但盧瑟福不計較個人名利，未與馬可尼爭無線電發(fā)明的優(yōu)先權(quán)，在1932年5月3向馬可尼頒發(fā)獎?wù)聲r還贊揚了馬可尼的功績． 1896年春末，盧瑟福接受卡文迪什實驗室主任J．J．湯姆孫的建議，把研究方

13、向轉(zhuǎn)到放射性上．1897年盧瑟福發(fā)現(xiàn)，鈾射線由兩種成分組成，一種是易被吸收的射線，他稱之為射線；另一種是穿透性強的射線，他稱之為射線．同時他還根據(jù)實驗預(yù)言，可能存在一種穿透能力更強的射線，這就是后來發(fā)現(xiàn)的并由他命名的射線． 盧瑟福1898年在卡文迪什實驗室研究生畢業(yè)后，由J．J．湯姆孫推薦，到加拿大的麥吉爾大學(xué)任物理學(xué)教授．除教學(xué)之外，他繼續(xù)研究放射性．與來自英國的青年化學(xué)家F索迪合作，于1902年首先發(fā)現(xiàn)了放射性元素的半衰期，提出放射性是元素自發(fā)衰變現(xiàn)象，指出放射性和光譜實驗表明了原子有一個很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．1903年5月，他和索迪根據(jù)射線和射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)度，辨別出它們分別由帶正、負(fù)

14、電的粒子構(gòu)成．指出放射性元素的原子衰變時釋放帶電粒子而變成性質(zhì)不同的新元素，列出了早期的鐳、釷、鈾的衰變圖譜，確認(rèn)射線的能量占放射性元素輻射能量的99％以上，為他們后來以射線作為研究原子結(jié)構(gòu)的炮彈提供了根據(jù)．1905年他應(yīng)用放射性元素的含量及其半衰期，計算出太陽的壽命約為50億年，開創(chuàng)了用放射性元素半衰期計算礦石、古物和天體年紀(jì)的先河． 盧瑟福在放射性研究上取得的一系列重大成果，使他名揚于世．1907年他謝絕了一些著名大學(xué)的高薪聘請，而出任英國曼徹斯特大學(xué)的物理學(xué)教授，因為該校有設(shè)備先進的實驗室和優(yōu)越的科研條件．盧瑟福對、、射線作了大量的研究．1908年，他測算出射線的電荷．1913年，他提

15、出粒子的帶電量為2，原子量為3.84，認(rèn)為粒子失去電荷后應(yīng)變成氦原子．1913～1914年，他與人合作,測定射線的性質(zhì)和波長，確認(rèn)射線是一種比X射線頻率更高的電磁輻射． 盧瑟福早就有用射線探索原子結(jié)構(gòu)的想法．1903年他就發(fā)現(xiàn)射線的能量比和射線大99倍左右，1906年他又發(fā)現(xiàn)射線通過云母片時，出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)2的小角度散射現(xiàn)象．1908年6月，蓋革發(fā)現(xiàn)．射線的散射角與靶材料的原子量成正比 .同年10月，布拉格寫信給盧瑟福，告訴他用粒子轟擊原子時發(fā)生粒子急轉(zhuǎn)彎的現(xiàn)象．這些現(xiàn)象促使他和蓋革決定用重金屬靶進行散射實驗．1909年3月，盧瑟福向正在實驗的馬斯登提出“看一看你是否能夠得到從金屬表面直接反射粒子

16、的效應(yīng)?”結(jié)果，馬斯登發(fā)現(xiàn)了等于和大于90的大角度散射現(xiàn)象．盧瑟福以特有的洞察力和直覺，抓住這個反?，F(xiàn)象，從原子內(nèi)存在強電場的思想出發(fā)，1911年構(gòu)思出原子的核式結(jié)構(gòu)模型．1912年，蓋革和馬斯登用實驗證實了帶正電的原子核的存在．1913年莫塞萊用元素特征譜線與原子序數(shù)的關(guān)系證實了核外電子環(huán)的存在． 1918年，盧瑟福繼J．J．湯姆孫之后，擔(dān)任卡文迪什實驗室領(lǐng)導(dǎo)，將卡文迪什實驗室發(fā)展到一個新的高峰，將物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的研究推向嶄新的階段，同時也培養(yǎng)出了許多青年科學(xué)家. 盧瑟福是20世紀(jì)初最偉大的實驗物理學(xué)家，他1908年獲諾貝爾化學(xué)獎．一生發(fā)表論文約215篇，著作6種，培養(yǎng)了10位諾貝爾獎獲得

17、者．1937年10月19日他因患腸阻塞并發(fā)癥逝世，葬于倫敦威斯敏斯特大教堂牛頓墓旁． 原子核與原子實 原子核與原子實是原子物理學(xué)中的兩個基本概念，它們既有一定的聯(lián)系又有一定的差別．為此，這里我們特把“原子實”概念作一系統(tǒng)介紹，旨在使有些讀者能明曉原子實概念的全部內(nèi)涵和外延，進而找出原子核與原子實的區(qū)別和聯(lián)系． 原子核是原子的中心體，它的存在早在1911年為盧瑟福的粒子散射實驗所證實．原子核由帶正電的質(zhì)子和中性的中子（統(tǒng)稱孩子）組成，它們靠核力的作用結(jié)合在一起，一般成為一個穩(wěn)定的結(jié)合體． 原子核的形狀接近于球形，通常以原子核的半徑表示原子核的大小，其數(shù)量級為米，具體可按公式：

18、 來計算．式中R為原子核的半徑（核力作用半徑），可近似地看作常數(shù)，測定值為米，A是所論原子核的質(zhì)量數(shù)． 自然界中存在的元素大多數(shù)具有穩(wěn)定的原子核，但原子序數(shù)很高的重元素，其原子核很不穩(wěn)定．另外，用高能粒子轟擊穩(wěn)定的原子核可產(chǎn)生人造原子核．現(xiàn)在已知的原子核已超過2500種，其中約有300種是穩(wěn)定的，其余全不穩(wěn)定． 根據(jù)“行星式原子模型”，任何元素的原子都是由一個原子核和核外按一定規(guī)律分布在一系列軌道上繞核運動的電子組成．那么，“原子實”到底是指什么呢？簡言之，原子實就是指原子中除價電子外的其余部分．原子的價電子一般是指原子最外層能參加化學(xué)鍵的電子． 原子序數(shù)等于原子中的電子總數(shù)，現(xiàn)在可以

19、列成如此整齊的形式?jīng)Q不是偶然的，這代表著原子中電子有規(guī)則的組合．在這些組合中有一個共同點，就是在一個完整的結(jié)構(gòu)之外還多余一個電子．這個完整而穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)稱為原子實．如鋰的原子實就由其原子核和核外兩個電子構(gòu)成，鈉的原子實就由其原子核和核外10個電子構(gòu)成，其余類推． 堿金屬原子一切內(nèi)層電子都沿著對稱的軌道繞核運動，因而平均說來，可以認(rèn)為它們的電荷均勻分布在以原子核為中心的一個或幾個半徑不同的球面上，負(fù)電荷中心重疊在原子中心（即正電荷中心），對于處在最外層的價電子來說，它們起著對原子核的正電荷屏蔽的作用．因此，我們可以近似地假定這Z－1個電子與原子核一起構(gòu)成一個帶有正電荷＋e的“整體”．顯然，對于這

20、種情況，屏蔽常數(shù)就是Z－1，有效核電荷，而這里的所謂“整體”就是上述所定義的“原子實”，只不過是從電特性的等效角度看問題而已．由此可見，從電傳性的等效角度看，“原子實”可等效于一個原子核，此原子核的核電荷就是有效核電荷．式中屏蔽常數(shù)的估計已由斯萊特（Slater，JC，1900～）根據(jù)光譜數(shù)據(jù)歸納出一套方法． 概括起來說，原子核和原子實有以下幾點聯(lián)系和區(qū)別： （1）原子核和原子實兩者都包含正電荷且都是原子的組成部分，但原子核不包括負(fù)電荷而原子實一般包括負(fù)電荷，且負(fù)電荷數(shù)總是小于正電荷數(shù)． （2）從電特性的等效角度看，原子實是一個等效的原子核，而真正的原子核又是一個特殊的原子實．譬如，氫原

21、子的原子核對它的外層價電子來說，就是一個特殊的原子實（不包括負(fù)電荷）． （3）原子實由原子核和除掉某一最外層價電子外的其他核外電子組成，放它是一個介于原子核和原子之間的完整而穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)整體． （4）原子核具有衰變現(xiàn)象（包括人工的）．另外，原子核還能產(chǎn)生裂變（重核）和聚變（輕核），從而獲得巨大的原子能．原子實作為一個等效的原子核，具有一種特殊的現(xiàn)象——原子實的極化，原子實極化的強弱程度與原子實外的價電子軌道形成的形狀和能量大小有關(guān)密切聯(lián)系． 原子量的演變 自1803年道爾頓發(fā)表原子學(xué)說以來，人們自然就會提出“原子有多重？”等一系列問題．因為原子極小，故我們不能直接去稱量一個原子的質(zhì)量

22、．但是，若能選定一種原子作為原子量的標(biāo)準(zhǔn)，而將其他原子的質(zhì)量與選定為標(biāo)準(zhǔn)的原子的質(zhì)量相比較，我們就可以得到相對原子量．相對原子量雖為一相對值，但同樣也可以讓我們知道各種原子的相對大?。敲矗? 以哪種元素的原子量為標(biāo)準(zhǔn)呢？從相對取值的意義上說，可以取任一種元素原子的質(zhì)量為相對標(biāo)準(zhǔn)．但因氫元素的原子是最輕的，若把最輕的氫原子取為一個最小的整數(shù)（此即道爾頓的標(biāo)準(zhǔn)）做為原子量的標(biāo)準(zhǔn)，則其他元素的原子量皆可以得到一個比1大的正值． 由于許多元素不和氫直接化合，若以氫為原子量標(biāo)準(zhǔn)，則常需用間接方法來求這個比值．當(dāng)時已知大多數(shù)元素皆可以和氧化合，因此又選定氧等于16為標(biāo)準(zhǔn)（時，最輕的氫元素的原子量還是1

23、，這是斯達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)）． 1826年貝采利烏斯曾以為標(biāo)準(zhǔn)． 1860年又恢復(fù)為原子量標(biāo)準(zhǔn)，這是化學(xué)原子量標(biāo)準(zhǔn)． 1929年發(fā)現(xiàn)氧有三種同位素、、，且這三種同位素在自然界中分布并不均勻，因此，以為標(biāo)準(zhǔn)就顯得不十分恰當(dāng)．于是，物理界就以天然的做為物理原子量標(biāo)準(zhǔn)．這樣，原子量就出現(xiàn)了兩個標(biāo)準(zhǔn)，即化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)與物理標(biāo)準(zhǔn)． 1940年國際原子量委員會確定以1．000275作為兩種標(biāo)準(zhǔn)的換算因子，即； 化學(xué)原子量=物理原子量/1．000275 原子量是一種重要的基本數(shù)據(jù)，物理界、化學(xué)界都希望有一個新的計量的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并要求改用新標(biāo)準(zhǔn)后，對現(xiàn)有原子量數(shù)值改變越小越好．1959年國際原子量委員會建議以為原

24、子量標(biāo)準(zhǔn)，1960年國際物理學(xué)會，1961年國際化學(xué)學(xué)會先后都通過決定采用原子量新標(biāo)準(zhǔn)，至此，原子量有了新的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)． 為什么確定以為標(biāo)準(zhǔn)呢？這是因為： （1）在碳的天然同位素中所含的豐度比較固定，不會因地而異； （2）對的質(zhì)量測定比較精確； （3）以為標(biāo)準(zhǔn)后，各元素的原有原子量變化不大，僅比過去所用的原子量降低了0.0043％． 原子質(zhì)量與原子量 原子質(zhì)量與原子量既是化學(xué)中的概念又是原子物理學(xué)中的概念．這兩個概念，也許是它們文字組成相似之故，所以，頗易引起混淆．原子量是原子質(zhì)量概念發(fā)展起來的一個新概念，誠然，兩者之間有密切聯(lián)系，但是它們畢竟有著各自不同的內(nèi)涵和外延，是兩個可區(qū)

25、分的概念． 1、原子質(zhì)量 由于元素周期表中大多數(shù)元素幾乎都具有不同數(shù)目的穩(wěn)定同位素，每種核素的一個原子的質(zhì)量稱為該核素的原子質(zhì)量． 原子質(zhì)量單位定義為，一個原子質(zhì)量單位等于一個處于基態(tài)的中性原子的靜止質(zhì)量的1／12． 原子質(zhì)量單位的符號為u，1u千克． 原子質(zhì)量可用質(zhì)譜儀直接測定． 2、原子量 國際原子量與同位素豐度委員會于1979年給原子量下的最新定義是：“一種元素的原子量是該元素1摩爾質(zhì)量對核素的1摩爾質(zhì)量的1／12的比值．”因為任何元素，其數(shù)量只要是1摩爾，它所含的原子個數(shù)就都相同（即等于阿佛加德羅常數(shù)）．所以，上述定義又可表述為“一種元素的一個原子的平均質(zhì)量對核素的一個原

26、子質(zhì)量的1／12的比值即為該種元素的原子量．”這里所謂的一個原子的平均質(zhì)量，是對一種元素含著多種天然同位素說的，平均質(zhì)量是根據(jù)這種元素的各種核素原子質(zhì)量與豐度乘積之和而求得（元素的豐度是指化學(xué)元素在地球中的相對比率）． 由此可見，原子量是一個比值，是一個無單位的純數(shù)，是原子的平均相對質(zhì)量．原子量常用符號Ar（E）表示，A代表原子量，r表示相對，E代表某元素．例如，氯元素在自然界中有兩種同位素：核素，豐度為75.77％，原子質(zhì)量為34.96885u；核素，豐度為24.23％，原子質(zhì)量為36.96590u． 氯元素的平均原子質(zhì)量 于是，根據(jù)原子量的定義，氯元素的原子量為： 3、原子質(zhì)量

27、與原子量的區(qū)別 元素的“原子量”和核素的“原子質(zhì)量”雖然都以為基準(zhǔn)來描述原子的同一物理屬性，但是，它們是兩個不同的概念．現(xiàn)將它們的主要區(qū)別比較如下： （1）原子量是某元素一個原子的平均質(zhì)量對核素一個原子的質(zhì)量的1／12之比，而原子質(zhì)量就是某核素一個原子的質(zhì)量．前者是討論某元素天然存在的所有核素原子的平均質(zhì)量，后者只討論某元素一種核素原子的質(zhì)量． （2）從數(shù)值上看，一種元素只有一個原子量數(shù)值，而大多數(shù)元素都有幾種同位素，故大多數(shù)元素都有幾種不同的原子質(zhì)量數(shù)值． （3）原子量沒有單位，而原子質(zhì)量有單位（u）．因此，對單一核素元素而言，它的原子量和原子質(zhì)量數(shù)值相等．但前者是無單位的而后者是有單位的．如鈉元素的原子量等于22.98977，核素的原子質(zhì)量等于22.98977u． （4）原子量不但與原子本身的結(jié)構(gòu)組成有關(guān)，而且還與各天然核素的相對豐度有關(guān)，而原子質(zhì)量僅與該核素原子本身結(jié)構(gòu)組成有關(guān)，與核素的豐度無關(guān)． 考慮到我們在引入原子量的概念時，不僅用了原子質(zhì)量的概念，還用了平均原子質(zhì)量的概念，所以，為了更便于比較這三個概念列表如下： 第8頁 共8頁 段建輝