几种原子量的测定法子
总结1.道尔顿(年)
2.贝采里乌斯(年)
3.杜隆和培蒂(年)
4.米希尔里希(年)
5.杜马(年)
6.康尼查罗(年)
一.道尔顿——原子量的测定法子(年)
1.道尔顿的原子量测定法子,紧要有下列四步(四步法):
(1)道尔顿斗胆的假如,原子在构成化合物时,原子总因而最浅显的形势化合,即最简式绳尺,肯定物资的构成;
(2)章程氢原子的相对证量为1,做为对照此外元素原子相对证量的准则;
(3)测定构成化合物的各元素原子的品质构成成分;
(4)经过计划求取原子量。
详细流程,详见第7节,此处(略)
年9月6日,道尔顿在他的办事日志上表露了最先章程的一些原子的相对证量:
表一起尔顿最先的原子量表(年9月)
称呼
构成
相对证量
称呼
构成
相对证量
浅显原子
化合物原子
氢
1.0
水
氢1氧1
6.5
氮
4.2
氨
氢1氮1
5.2
氧
5.5
磷化氢
磷1氢1
8.2
碳
4.3
一氧化氮
氮1氧1
9.3(9.7)
硫
14.4
油气
碳1氢1
5.3
磷
7.2
亚硫酸
硫1氢1
19.9
硫化氢
硫1氢1
15.4
醚
9.6
笑气
氮2氧1
13.7(13.9)
硝酸气
氮1氧2
15.2
碳酸气
碳1氧2
15.3
煤气
碳1氧1
9.8
甲烷
碳1氢2
6.3
硫酸
硫1氧2
25.4
酒精
碳2氧1氢1
15.3(15.1)
道尔顿的原子量表,由于他肯定化合物构成绳尺,是主观的章程(最浅显绳尺)没有科学按照,这就势必铸成道尔顿在肯定很多化合物繁杂原子的构成时,得犯差错的构成,因而求出的原子量值差错层出,万分混乱(统统差错,除了1个氢,是他章程的无误);
另一方面,由于受那时的前提限制,那时测定化合物中各原子品质百分比很禁止确,也对道尔顿求取的原子量,全都算错了。
固然这个表差错继续,但它是人类第一个原子量丈量表,为人类搜求原子指通达方位,意义特别强大。
二.贝采里乌斯——原子量的测定法子(年)
贝采里乌斯对化合物构成确实定,他也了解到道尔顿的主观武断的最浅显绳尺是禁止确的。他哄骗最简比绳尺的假如,同通常时到处留神哄骗此外科学协商效果做其干证,加以效正。
年,盖—吕萨提议了气体反映体积简比定律。贝采里乌斯确信不疑,并使用于肯定AmBn化合物的构成。
贝采里乌斯肯定浅显化合物构成的法子:
浅显化合物是指,两种元素A和B,构成的二元化合物AmBn。
在此化合物中,两种原子个数m和n之比,即即是该化合物生成A和B两种单质气体的体积最简比。
AmBn=mA(g)+nB(g)
按照:AmBn化合物,两种原子个数m和n之比,即即是该化合物生成A和B两种单质气体的体积最简比。
知水中氢H和氧O原子个数比是2:1,则肯定水的构成是H2O。
贝采里乌斯,更切确的测定水中氢和氧的品质比是11.1%:88.89%;
以氢的原子量做为1为基准,可求出氧的原子量即是:
11.1%:88.89%=1*2:x
则:x=16.这个数据就适合当代肯定值了。
贝采里乌斯觉察氧化物数量庞大,因此觉得氧是一共化学所盘绕的中间,它是一共有机体和大普遍无机物的构成部份。因而他推辞了道尔顿以氢为1的相对原子品质基准,而改用以氧的相对原子品质为基准,章程氧的相对原子品质为。
年,贝采里乌斯宣布了他的第一个原子量表,列有41种元素的原子量。到年,贝采里乌斯剖析元素数量增至47个,剖析数据更为丰硕,与当代值有对、有错。
表二贝采里乌斯的第一个原子量表(部份年)
元素
构成
贝采里乌斯测定值
当代值()
O=
0=16
0=16.
氢
2H+O
6.64
1.
1.
碳
C+O,C=2O
75.1
12.02
12.01
铁
Fe+2O,Fe+3O
.6
.98
55.85
铜
Cu+O,Cu+2O
.5
.04
63.54
银
Ag+2O
.2
.11
.
钾
K+2O
.0
.48
39.
铬
Cr+3O,Cr+6O
.0
.35
52.01
氮
N+O,N+2O,N+3O
79.5
12.73
14.
钙
Ca+2O
.2
81.63
40.08
砷
As+3O,As+6O
.46
.38
74.91
磷
P+3O,P+5O
.5
26.80
30.
铝
Al+3O
34.20
54.72
26.98
硫
S+2O,S+3O
.0
32.16
32.
贝采里乌斯的原子量表,有对,有错,原由有下列几点:
贝采里乌斯的假如:气体物资的构成,也许哄骗气体反映体积简比定律来肯定;但,非气体物资呢?就不行行了。
因此贝采里乌斯就做了下列假如。
假如1.化合物的构成与倍比定律相关
贝采里乌斯在拟定该原子量时还做了此外一些假如。关于不蒸发性金属氧化物的分子式。在没法按照气体反映的体积成浅显整数比的规律时,他又不能统统放弃武断治理物资构成的法子,因而他就将倍比定律与化合物构成的最简式绳尺相联结来管教。
比如:铁有两种氧的化合物,与同量铁相化合的氧其品质比为2:3,因而他便章程两种铁的氧化物构成为Fe+2O(FeO2)及Fe+3O(FeO3),当代肯定了该当为FeO及Fe2O3,因此计划出的铁的原子量.98比当代值55.85快要大了一倍。
铜也有两种氧的化合物,与同量铜相化合的氧其品质比为1:2,因而章程两种铜的氧化物构成为Cu+O(CuO)及Cu+2O(CuO2),当代肯定了该当为Cu2O及CuO。因而他测定的铜的原子量比当代值升高了一倍。
假如2.化合物构成与化学亲协力,盐基性相关
贝采里乌斯假如,化学亲协力较小的,盐基性较弱的金属氧化物中,金属原子与氧原子之比为1:1。比如:CuO;
化学亲协力较大的,盐基性较强的金属氧化物中,金属原子与氧原子之比为1:2。比如:KO2,CuO2,AgO2等。
因而,他计划所得的碱金属,碱土金属和银的原子量都比当代值大了三倍或四倍。
假如3.化合物的构成与化合物的如同性相关
贝采里乌斯觉察铬有两种氧化物,其廉价氧化物与高价铁氧化物化学性质很如同,对高铁氧化物既已章程为Fe+3O(FeO3)(当代肯定为Fe2O3),因而氧化低铬的构成便被误定为Cr+3O(CrO3)(实践应为Cr2O3)。铬酸的构成便被定为Cr+6O(CrO6),其原子量值固然也就高了一倍。
三.杜隆和培蒂——原子量的测定法子(年)
法国科学家杜隆(P.L.Dulong年∽年)
培蒂(A.T.Petit年∽年)
年,他俩在协商了大批固体单质,特别是普遍金属后,觉察它们的比热与其原子量往往成反比。
杜隆和培蒂定律:单质物资的比热与其原子量的乘积好像为一个常数。
杜隆和培蒂采取氧即是1做为测定原子量的基准,来接替已往以氧即是为基准原子量的准则。如许,所测得比热与原子量的乘积大抵即是0.38这个常数。假如以氧的原子量为16为基准,这一常数约即是6.4。因而,在测定了一元素单质的比热后,用这个常数相除,就也许获得这一元素的原子量。
据此,杜隆和培蒂对贝采里乌斯的年的原子量举行了改正。他们把金属铅、金、锌、碲、铜、镍、铁的原子量又都折成一半,银的原子量折成1/4,钴的原子量折成1/3,以适合他们的规律。这些新值除碲和钴由于他们的比热测定有误,因此不无误外,此外都改正得无误。见下表三(此表的原子量值因而氧的相对原子品质为1,求得的值)。
表三杜隆和培蒂按照原子热容订正原子量(年)
元素
比热
原子量
原子热容
杜培值
当代值
贝氏值
杜培订正值
当代值
杜培值与贝氏值联结
杜培计划值
杜培与当代原子值联结
当代值
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(1)*(3)
(1)*(4)
(1)*(5)
(2)*(5)
Bi
0.
0.
.8
13.3
.00
51.07
0.
6.01
6.37
Pb
0.
0.
.0
12.95
.21
75.86
0.
6.05
6.52
Au
0.
0.
.6
12.43
.0
74.07
0.
5.87
6.25
Pt
0.
0.7
.23
11.16
.23
38.13
0.
6.11
6.29
Sn
0.
0.
.58
7.35
.70
75.59
0.
6.11
6.65
Ag
0.
0.
.21
6.75
.88
.57
0.
6.01
6.03
Zn
0.
0.
.65
4.03
65.38
74.75
0.
6.06
6.11
Te
0.
0.
.45
4.03
.61
73.54
0.
11.64
6.05
Cu
0.
0.
.39
3.
63.54
75.10
0.
6.02
5.88
Ni
0.
0.
.51
3.69
58.69
76.38
0.
5.99
6.40
Fe
0.1
0.
.43
3.
55.85
74.62
0.
6.15
6.28
Co
0.
0.
.00
2.46
58.94
.56
0.
9.83
6.29
S
0.1
0.
.16
2.11
32.
37.38
0.
6.03
5.49
杜隆和培蒂定律用于求取原子量的优弱点:
1.好处:对难蒸发性的物资(金属类),也许不必琢磨其构成,直接测其原子量。
2.弱点:
(1)按照杜隆和培蒂定律所得的原子量数值可是个好像值,从表三中的数值看来,各元素的比热的乘积可是一个大抵的常数。
(2)比热的影响成分:物资的比热因温度的不同而有显著的改变
比如:铅的比热:—℃时为0.,20℃为0.,℃时为0.;一共物资的比热都随温度的高涨而补充,随温度的下降而削减,当温度热诚—℃时,比热热诚于零。
(3)气体的比热又随压力而不同,这一规律也不实用于它们。
论断:
杜隆和培蒂的比热测定元素原子量的法子,在年,对贝采里乌斯的年的原子量表二举行了改正,校对了一些元素原子量的数值。
弱点是,比热的测定法子受处境的影响成分较大(温度、压强),因此测定的值可是一个好像值。
四.米希尔里希的原子量测定法子(年)—同晶定律
德国矿物学教师米希尔里希(Mitscherlich年∽年)
贝采里乌斯的弟子
年,米希尔里希协商酸式磷酸钾(KH2PO4)与酸式砷酸钾(KH2AsO4)时,觉察这两种盐有雷同的结晶形态。
协商这两种酸的酸式钠盐(NaH2PO4和NaH2AsO4)和铵盐(NH4H2PO4和NH4H2AsO4)觉察两者亦具备雷同的晶形。
米希尔里希总结出,同晶同构成的同晶定律:同数量的原子以雷同方法联结,获得雷同的晶形。
此定律的根据是:经过化学试验,觉察化合物性质的如同性,根源于化合物构成(化学式)的如同性。
米希尔里希无误地觉察了晶体的形势和它的内部构成之间的相关。贝采里乌斯立刻敏锐地意识到他的弟子这一觉察的要紧性,从速他们两人就很快哄骗这类相关估计如同盐的化学构成,用于元素的原子量测定和订正办事。
比如:硫酸钾K2SO4与硒酸钾K2SeO4同晶
两种化合物中百般元素所占品质百分例下列钾氧硫硒总品质硫酸钾44.8336.7818.39—硒酸钾35.2928.96—35.75假如以.01份重的硒酸钾计划各元素所占品质百分比,则是:
钾
氧
硒
总品质
硒酸钾
44.83
36.78
45.40
.01
如许,在份重的硫酸钾中与.01份重的硒酸钾中含有的钾和氧的品质相等,他俩原子个数雷同。按照同晶规律,硫的原子数和硒的原子数也应雷同,因而得出:他们两元素的原子量之比,就即是其品质百分比之比:
即:
求得:硒的原子量Mse=79.00
这个值,与当代值很一致。
贝采里乌斯和米希尔里希用同晶定律,按照铬酸盐与硫酸盐具备同晶的现实,从新校对了铬的原子量,并改正他在年所测定铬原子量的一半,如许铬的原子量又校对无误了。
又因氧化铬性质与氧化铁,氧化铝性质如同,且又属同晶,贝采里乌斯又将铁和铝的原子量亦响应订正为岁数值的一半。按照同理,他又把锌、镁、钙、钴、镍的原子量也响应无误地订正为岁数值的一半。
大抵在年左右,贝采里乌斯联结杜隆—培蒂定律和米希尔里希的同晶定律,把他恒久弄错了的钾、钠、银的原子量改正了过来。
米希尔里希的同晶定律的限定性:
1.此法子只限于使用在晶体物资中;
2.在晶体物资中,同晶景象也有不同,有些物资在不同前提下也许有两种或多种形势的晶体,悉数化学构成雷同的物资并不一建都具备雷同的晶形。
比如:NaNO3和KNO3;NaCl和NaI等就不是同晶体。
五.杜马——原子量的测定法子(年)
法国人杜马(JeanBaptiseAndréDumas年∽年)
年,杜马接收盖吕萨的原子量测定法(蒸汽密度测定原子量的法子)和阿佛加德罗的分子学说,提议了轻便的蒸汽密度测定法,以测定蒸发性物资的分子量。(章程氢气的分子量为2,做基准)
表四杜马测定的原子量值(年)
元素
测试人
测试温度
比重(空气=1)
原子量(H=1)
=14.4*比重
贝氏测原子量()
氧
何佛加德罗
1.
16
16.00
氮
何佛加德罗
0.
14.01
14.16
氯
何佛加德罗
2.
36.01
35.41
硫
杜马
℃
6.
94.4
32.07
℃
6.
℃
6.
℃
6.
米希里希
6.9
碘
杜马
℃
8.46
.5
.00
溴
米希里希
5.54
79.8
78.4
汞
杜马
6.
.0
.53
米希里希
7.07
磷
杜马
℃
4.
68.51
31.38
℃
4.
4.59
砷
米希里希
10.6
.6
75.21
杜马在测定分子量的同时,还琢磨到通太甚子量测定原子量的题目,然而他仍处于武断的假如:单质蒸汽之比不光即是其分子量之比,况且也即是他们的原子量之比。他并章程氢原子量为1。
如许一来,他的假如中就暗含了一个不行靠的前提:通常单质的蒸汽都是双原子分子,由于氢气是双原子分子。
经过此法子,年,杜马宣布了他测定的原子量表。进而示意了“双原子分子”的存在。
因而杜马在年按照碘、汞、磷和硫的蒸汽密度所计划出的原子量就产生了差错,由于在他的试验前提下,现实上磷、砷都是四原子分子,硫是六原子分子,而汞倒是单原子分子。
六.康尼查罗——原子量的测定法子(年)
意大利化学家康尼查罗(S.Cannizzaro年∽年)
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