Atomgewichte gezwickt für 5 Elemente

Standard Atomgewichte, diese Zahlen prangt unter den Elementen auf der periodischen Tabelle, waren einmal als unveränderlich Konstanten der Natur gedacht.

Aber Forscher haben die Atomgewichte der fünf Elemente optimiert – Magnesium, Brom, Germanium, Indium und Quecksilber – in einer neuen Tabelle, die durch die internationale Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) veröffentlicht.

Zum Berechnen der standard Atomgewicht haben Wissenschaftler traditionell im Durchschnitt die Gewichte der stabilen Variationen eines Elements als Isotope bekannt. [Bildergalerie: atemberaubende Blick in Molekülen]

Alle Atome eines Elements haben die gleiche Ordnungszahl, oder Anzahl der Protonen in ihren Kernen, aber die Anzahl der Neutronen in den Kernen kann variieren, führt einige Isotope, leichter oder schwerer zu sein. Kohlenstoff-12, z. B. die am häufigsten vorkommenden Kohlenstoff-Isotop hat 6 Protonen und 6 Neutronen. Sein etwas schwerer Vetter, Kohlenstoff-13, hat 6 Protonen und 7 Neutronen.

Atomic Standardgewicht hängt auch davon ab, wie häufig stabile Isotope eines Elements sind. Das heißt, die reichlicher ein Isotop, desto mehr wird es den Durchschnitt beeinflussen. Aber die Fülle an ein Isotop kann auch variieren von Ort zu Ort auf der Erde, führt zu Unterschieden in ein Element Atomgewicht abhängig von ihrem Kontext.

Aus diesem Grund wird das Atomgewicht von Magnesium und Brom jetzt als Intervalle mit oberen und unteren Grenzen anstelle von einzelnen Werten ausgedrückt werden. Das Atomgewicht von Brom, zum Beispiel wird häufig angenommen, dass 79.904, aber es kann tatsächlich im Bereich zwischen 79.901 und 79.907, je nachdem, wo das Element gefunden wird.

Für Germanium, Indium und Quecksilber wurden verbesserte standard Atomgewichte durch bessere Messungen bestimmt. Das Gewicht der das seltene Metall Indium, z. B. wird aus 114.818(3), 114.818(1), basierend auf einer neuen Berechnungen mit einem Massenspektrometer, ein sensibles Instrument, die die winzige Gewicht messen können angepasst und und relativen Konzentrationen von Atomen und Molekülen. (Die Zahlen in Klammern stellen die Unsicherheit in der letzten Ziffer der Atomgewicht.)

Die Veränderungen sind nicht beispiellos. Im Jahr 2010 ersetzt die IUPAC standard Atomgewichte mit Intervallen für Wasserstoff, Lithium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Silizium, Schwefel, Chlor und Thallium. Elemente wie Fluor, Aluminium, Natrium und Gold haben nur einem stabilen Isotop und somit nicht aufweisen, Variationen in ihre Atomgewichte.

Die neuen Intervalle verursachen einige Verwirrung für Chemiestudenten entscheiden, welche atomare Gewicht Werte zu verwenden, bei der Erstellung präziser Berechnungen sagte Ty Coplen, Direktor des U.S. Geological Survey stabilen Isotopen Labor in Reston, Virginia, zur Forschung beigetragen haben, die zu den neuen Atomgewicht geführt.

"Für mehr als ein Jahrhundert und eine Hälfte, viele Schüler haben gelernt, standard Atomgewichte verwenden – einen Einzelwert – gefunden auf der Innenseite Cover Chemie Lehrbücher und auf das Periodensystem der Elemente," Coplen sagte in einer Erklärung. "Obwohl diese Änderung erhebliche Vorteile für das Verständnis der Chemie bietet, kann man sich vorstellen die Herausforderung jetzt für Lehrende und Lernende, die einen einzelnen Wert aus einem Intervall auswählen, wenn Chemie Berechnungen zu tun haben werden."

Solche Kleinigkeiten können praktische Auswirkungen haben. Die Häufigkeiten der Kohlenstoff-Isotope können verwendet werden, zu untersuchen, die Reinheit der Quelle von Lebensmitteln wie Vanille und Honig, während isotopischen Messungen der Elemente wie Stickstoff und Chlor Schadstoffe in Flüssen und Grundwasser, verfolgen Wissenschaftler helfen können laut Aussage des USGS.

Der Bericht ist in der Zeitschrift Pure and Applied Chemistry detailliert.

Folgen Sie Megan Gannon auf Twitter und Google +. Folgen Sie uns @livescience , Facebook & Google + .