镉,你最近看起来是不是有点“胖”了?
国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)和美国地质调查局(U.S. Geological Survey)于今日宣布,由于对不同元素及其同位素的测量精度提高,19种元素的官方原子量发生了变化。这些变化相对较小,是定期更新原子量的常规工作的一部分。
这里做一个词汇回顾,以免你忘记高中(或大学)的化学知识。一种元素的每个原子——以银为例——都拥有相同数量的质子。银有47个质子。然而,并非同一种元素的所有原子都必然拥有相同数量的中子。元素不同版本的原子被称为同位素。银存在银-109和银-107。化学家们根据其同位素的质量计算出元素周期表上显示的元素的原子量,更常见的同位素所占的权重更大。
但这并不一定意味着地球上每一份银的样本的原子量都恰好是107.86822。相反,元素的样本在不同地点可能会有所不同。这些差异在许多科学领域起着重要作用。它们帮助化学家追踪不同物质的来源(我的地下水来自哪里?)以及测定考古发现的年代。最新的原子量测量值与其前身相比差异极小,目前不会对科学产生实质性影响……但你永远无法预料,美国布鲁克海文国家实验室的核物理学家 Norman Holden 说道。
“如果只是微小的变化,为什么要这样做呢?”他告诉《大众科学》杂志。“我们一直认为,我们应该提供最准确的数字,因为我们无法预测何时会出现需要更精确数据的新想法。”
所以,这算不上是一个重大的公告。尽管如此,我们想——为什么不来看看这次更新中的一些“大输家”和“大赢家”呢?以下是重点:
最大输家
最大赢家
原子量变化主要来自于原子质量测量技术的持续改进,包括质谱仪技术的进步。但不仅仅是测量更精确。对于我们最大的“输家”之一——钍,IUPAC决定承认一种它先前认为过于罕见而未纳入原子量计算的同位素:钍-230。
国际化学机构上次真正改动元素周期表是在2009年,当时IUPAC决定将一些元素的原子量以范围的形式列出,而不是单个数字。这一变化影响了许多低质量元素,如氢、氮、碳和硫。这些范围告诉学生每种元素的可能原子量,这可能因元素的来源而异。你可以免费打印一份IUPAC的元素周期表副本。
“我们希望让高中生和大学生知道,原子量并非自然常数,”美国地质调查局化学家、从事同位素研究和官方原子量更新工作的Tyler Coplen说。“我们通过提供区间原子量值来达到这个目的。”
更新:本文最初将“最大输家”和“最大赢家”弄反了(!!)。我在Excel表格中进行计算时,将“旧原子量”和“新原子量”的列弄反了。我对这个错误表示歉意。感谢英国《电讯报》的Richard Gray告知我这个错误。-FD