原子量测定的历史回顾

原子结构的历史与发展在科学发展的历史上，原子结构的研究一直是一个重要的领域。

通过对原子结构的研究，我们才能更好地理解物质的本质和性质。

本文将回顾原子结构的历史发展，并探讨一些重要的里程碑和突破。

一、古代对原子的探索在古代，有许多不同文化中的哲学家和科学家对原子的存在提出了一些假设。

例如，古希腊的莱克希泽斯和德谟克利特提出了“原子”这个概念，他们认为物质由不可分割的原子构成。

虽然这些假设没有经过科学实验的验证，但它们在原子理论的发展中起到了重要的推动作用。

二、道尔顿的原子理论19世纪初期，英国科学家约翰·道尔顿提出了著名的原子理论。

他认为，原子是物质的基本单元，并且具有不可分割的性质。

他进一步提出了一些规则，如反应中的原子比例和化学反应中原子的重新组合。

道尔顿的理论为后来对原子结构的研究奠定了基础。

三、卢瑟福的金箔散射实验20世纪初，英国科学家欧内斯特·卢瑟福进行了一系列的金箔散射实验，这些实验对原子结构的理解产生了重大影响。

他发现，大部分的α粒子可以穿透金箔，但有少数粒子会发生反向散射。

通过这些实验，卢瑟福提出了原子具有一个小而带正电荷的核心，并且绝大多数的原子体积是由电子构成的空间所占据的。

这项发现为后来的原子模型提供了重要线索。

四、波尔的量子理论20世纪早期，丹麦物理学家尼尔斯·波尔提出了著名的波尔模型。

他基于卢瑟福的研究成果，将电子的能级理论与经典力学相结合，并提出了电子围绕原子核的轨道。

这个模型解释了原子光谱的特征，为量子力学的发展打下了基础。

五、量子力学的诞生量子力学的诞生可以追溯到20世纪20年代。

在这个时期，许多科学家，如斯海尔、德布罗意和海森堡，共同努力，推动了量子理论的发展。

量子力学提供了一种全新的解释和理解原子结构的框架，其中最著名的是薛定谔方程。

量子力学的出现彻底颠覆了经典力学的观念，为后来的原子结构研究提供了更深入、更准确的解释。

六、现代原子结构理论随着科技的发展和实验技术的进步，科学家对原子结构的理解变得更加完善和精确。

元素周期表的历史化学发展到18世纪，由于化学元素的不断发现，种类越来越多，反应的性质越来越复杂。

化学家开始对它们进行了整理、分类的研究，以寻求系统的元素分类体系。

一、门捷列夫发现元素周期律前对元素分类的研究⒈1789年，法国化学家拉瓦锡在他的专著《化学纲要》一书中，列出了世界上第一张元素表。

他把已知的33种元素分成了气体元素、非金属、金属、能成盐之土质等四类。

但他把一些物，如光、石灰、镁土都列入元素。

⒉1829年，德国化学家德贝莱纳（Dobereiner,J.W.1780-1849）根据元素的原子量和化学性质之间的关系进行研究，发现在已知的54种元素中有5个相似的元素组，每组有3种元素，称为“三元素组”，如钙、锶、钡、氯、溴、磺。

每组中间一种元素的原子量为其它二种的平均值。

例如，锂、钠、钾，钠的原子量为（69＋39．1）／2＝23。

⒊1862年，法国的地质学家尚古多（Chancourtois,A.E.B.1820-1886）绘出了“螺旋图”。

他将已知的62个元素按原子量的大小次序排列成一条围绕圆筒的螺线，性质相近的元素出现在一条坚线上。

他第一个指出元素性质的周期性变化。

⒋1863年，英国的化学家纽兰兹（Newlands,J.A.R.1837-1898）排出一个“八音律”。

他把已知的性质有周期性重复，每第八个元素与第一个元素性质相似，就好象音乐中八音度的第八个音符有相似的重复一样。

二、元素周期律的发现1869年3月，俄国化学家门捷列夫（1834-1907）公开发表了论文《元素属性和原子量的关系》，列出了周期表，提出了元素周期律——元素的性质随着元素原子量的递增而呈周期性的变化。

他在论文中指出：“按照原子量大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性。

”“原子量的大小决定元素的特征。

”“无素的某些同类元素将按他们原子量的大小而被发现。

”1869年12月，德国的化学家迈耶尔（Meyer,J.L.1830-1895）独立地发表了他的元素周期表，明确指出元素性质是它们原子量的函数。

第一次国际性化学会议——卡尔斯鲁厄会议前文述及，杜马因假定所有气体单质都是双原子分子，导致用蒸气密度法测得的硫、磷、砷、汞等的原子量与贝采里乌斯第三张原子量表的数值相差很远，进而受到贝采里乌斯的批评，杜马也放弃了这一有效方法来测定原子量。

1833年，法国有一位年仅29岁的青年化学家戈丹看出了问题的关键。

他接受了阿伏伽德罗的分子假说，并精辟阐述了原子和分子的区别。

他以氢和氯生产氯化氢为例解释，一分子氢与一分子氯化合时，给出两分子氯化氢，要在化合后使复杂分子（指氯化氢分子）之间的距离与简单分子（氯和氢）之间的距离保持相等，就要使每一复杂分子分解为两部分，迄今为止我们还不能证明，这些半分子还能够再分解，这些半分子就是原子。

因此，气体：氢、氯、氯化氢至少是二原子分子。

接着，他又提出，一个单质分子内的原子数量可因元素不同而不等，只要承认氢、氮、氧、氯等是双原子分子，汞是单原子分子，硫是6原子分子，砷是4原子分子，那么用杜马的蒸气密度法测得的原子量就可与贝采里乌斯的重量分析法所得数值一致。

然而，他的观点难觅知音。

1年后，法拉第的电解定律将当量体系推向顶峰，分子假说基本销声匿迹了。

戈丹的分子模型杜马对分子假说的态度是耐人寻味的。

1827年，他曾经以很大的热情研究和应用分子假说，并且认为该假说是原子论的重要支柱之一。

他发明的蒸气密度法是测定原子量的一绝，而在确定原子量遇到了重重困难后，他的立场渐渐发生变化，尽管可以假定分子假说是有理由的，但不认为它在实践方面是有益的。

后来更对原子论来了“反戈一击”，声称：“如果由我当家作主，我就会把原子一词从科学的字典中删除。

”另一位法国化学家贝特罗（他是有机合成的英雄，彻底埋葬了生命力论）提出了一个著名的反诘：“谁曾见过一个气体的分子或原子吗？”戈丹的观点被埋没了约10年后，日拉尔提出了“二容积标准”，他的好友罗朗则正确区分了原子量、分子量、当量的概念，这本来可以使原子—分子论提前复兴，但他们过早地去世了，何况日拉尔的原子量改革改过头了。

原子量测定历史回顾原子量测定在化学发展历史进程中，具有十分重要地位。

正如我国著名化学家傅鹰先生所说：“没有可靠原子量，就不可能有可靠分子式，就不可能了解化学反应意义，就不可能有门捷列夫周期表。

没有周期表，则现代化学发展特别是无机化学发展是不可想象”，在已建立了科学原子量基准，并且通过相当完善精密原子量测定方法测得足够精确原子量数值今天，我们回顾一下化学科学发展进程中这段重要史实，对于深入研究化学发展规律，帮助我们正确理解和使用原子量，无疑是大有稗益。

一、道尔顿开山之功英国著名化学家道尔顿(J.Dalton，1766～1844）在提出原子论观点同时，就为确定不同元素原子相对重量作了努力。

从而成为化学史上测定原子量第一人，成为这一领域拓荒者。

在当时历史条件下，要确定各种元素相对重量并非易事。

这首先要确立一个相对标准，既以谁为参照基准。

其次要有准确定量分布手段，并且要明确单质和化合物分子中元素原子数目，这在当时对于大多数化合物是很难做到。

正是由于这个原因，道尔顿只能采用主观武断方法规定不同元素原子化合形成化合物原子数目比。

例如，他认为水是由1个氧原子和1个氢原子组成。

这祥，根据当时拉瓦锡（voisier，1743～1794）对水重量分析结果，以他选择氢原子相对重量为1做基准，算得氧原子相对重量为5.5。

1803年10月21日，道尔顿在曼彻斯特“文学和哲学学会”上阐述他原子论观点时，第一次公布了6种元素原子相对重量，但他没有宣布数据实验根据。

此后，他又先后于1808年、1810年、1827年在其著名《化学哲学新体系》一书第一、二卷中不断增加元素种类，使之最终增至37种，并对部分数值做了修正……由于道尔顿以主观武断方式确定物质组成，因而所得原子相对重量都及今天原子量相差甚远。

尽管如此，他这项极富开性和科学性,使之一直沿用至今。

更重要是他这项工作在当时为广大化学工作者找到了正确前进方向，使得化学科学向系统化、理性化迈进了一步。

探踪原子量测定与原子量基准的变迁史【摘要】原子量的测定史就是一部化学科学的发展史。

“没有可靠的原子量，就不可能有可靠的分子式，就不可能了解化学反应的意义，就不可能有门捷列夫的周期表；也就不可能有化学的未来。

”本文以原子量基准建立的必要性为出发点，回顾了化学科学发展史中“原子量基准”建立这段重要史实，分析了各“基准”科学性和局限性，并总结其发展的规律，旨在通过重温前辈科学家们的非凡工作，以共鸣，以自勉。

【关键词】原子量测定；12C；基准；16O；化学前言众所周知，原子量的测定在整个化学科学发展的历史进程中，有着十分重要的地位。

中国著名化学家中科院院士傅鹰先生所说：“没有可靠的原子量，就不可能有可靠的分子式，就不可能了解化学反应的意义，就不可能有门捷列夫的周期表。

没有周期表，则现代化学的发展特别是无机化学的发展是不可想象的”[1]，在已建立了科学的原子量基准，并通过精密的原子量测定方法测得精确的各原子量量值的今天，我们回顾一下化学科学发展进程中这段重要史实，对于深入研究化学发展的内在规律，帮助我们正确理解和使用原子量，并获得启示，为现代及未来化学科学的发展找到途径或思想。

一、道尔顿与“H=1”英国化学家道尔顿（J.Dalton，1766～1844）在1803年首先提出原子论，其核心：一种元素的原子具有一定的质量，不同元素的原子按一定的简单数目比组成化合物，每种元素以其原子的质量为其最基本的特征。

从此，测定原子量的工作成为了化学科学的重点任务。

在原子量的测量初期，道尔顿选择最轻的氢原子作为相对原子质量的基准，确定氢的相对原子质量为1作为比较其他各元素相对原子质量的基准。

要测定其他元素的原子量，必须知道化合物的重量、组成及分子式，如测得甲烷中含碳75%，含氢25%，又知甲烷的分子式为CH4，才能求出碳的原子量。

设碳的原子量为A，则，故A=12。

化合物的重量及组成在当时可以测定，但分子式还无法确定。

道尔顿假定化合物的原子数目比。

原子量测定的历史回顾原子量的测定在化学发展的历史进程中，具有十分重要的地位。

正如我国著名化学家傅鹰先生所说：“没有可靠的原子量，就不可能有可靠的分子式，就不可能了解化学反应的意义，就不可能有门捷列夫的周期表。

没有周期表，则现代化学的发展特别是无机化学的发展是不可想象的”，在已建立了科学的原子量基准，并且通过相当完善精密的原子量测定方法测得足够精确的原子量数值的今天，我们回顾一下化学科学发展进程中这段重要史实，对于深入研究化学发展规律，帮助我们正确理解和使用原子量，无疑是大有稗益的。

一、道尔顿的开山之功英国著名的化学家道尔顿(J.Dalton，1766～1844）在提出原子论观点的同时，就为确定不同元素原子的相对重量作了努力。

从而成为化学史上测定原子量的第一人，成为这一领域的拓荒者。

在当时的历史条件下，要确定各种元素的相对重量并非易事。

这首先要确立一个相对标准，既以谁为参照基准。

其次要有准确的定量分布手段，并且要明确单质和化合物分子中元素原子的数目，这在当时对于大多数化合物是很难做到的。

正是由于这个原因，道尔顿只能采用主观武断的方法规定不同元素的原子化合形成化合物的原子数目比。

例如，他认为水是由1个氧原子和1个氢原子组成的。

这祥，根据当时拉瓦锡（voisier，1743～1794）对水的重量分析的结果，以他选择的氢原子的相对重量为1做基准，算得氧原子相对重量为5.5。

1803年10月21日，道尔顿在曼彻斯特的“文学和哲学学会”上阐述他的原子论观点时，第一次公布了6种元素的原子相对重量，但他没有宣布数据的实验根据。

此后，他又先后于1808年、1810年、1827年在其著名的《化学哲学新体系》一书的第一、二卷中不断增加元素种类，使之最终增至37种，并对部分数值做了修正……由于道尔顿以主观武断的方式确定物质的组成，因而所得的原子相对重量都与今天的原子量相差甚远。

尽管如此，他的这项极富开性和科学性,使之一直沿用至今。

人教版化学教科书元素周期表和相对原子质量表的内容变化与解读作者：郭震来源：《教学与管理(中学版)》2013年第12期一、历史的回顾——化学教科书中元素周期表和相对原子质量表的起源元素周期表是元素周期律的具体表现形式，形象地展示了元素之间的内在联系与递变关系，使化学学习和研究变得有规律可循；相对原子质量是自然科学中的重要基本数据，是进行化学定量研究的基石。

二者历来受到化学家和化学教育工作者的高度重视。

清朝末年我国最早出现的一批化学教科书，如1903年商务印书馆出版的《最新中学教科书化学》列入了“原质简要表”（“原质”即元素）。

表中将相对原子质量称为“元重”，列举了68种元素的中文名称、元素符号、相对原子质量和发现日期，可谓相对原子质量表的雏形。

1905年商务印书馆出版的《化学新教科书》在附录中加入了“周期律表”和“金类之比热、原子量及原子热”，开始使用了原子量[1]这一名词。

相对原子质量以前称原子量，根据我国国家标准GB3102.8-1993，目前在国内教科书和文献中大都使用相对原子质量（relative atomic mass）。

而出于习惯，部分国外组织和文献仍使用原子量（atomic weight）的说法，如国际纯粹与应用化学联合会下属的原子量与同位素丰度委员会（Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights）及其发布的《Atomic weights of the elements》。

两种说法在当下文献中均有出现，目前学术界尚有争议，而1907年中国图书公司出版的《最新化学理论解说》[2]中则已经出现了和现代教科书中形式非常接近的元素周期表和原子量表（图1）。

百年来，元素周期表和相对原子质量表出现在不同时期各种版本的化学教科书中，成为公众视野中化学学科的一个标志性符号。

元素周期表和相对原子质量表是自然界中物质固有规律和性质的具体体现，因而具有一定的客观性和相对稳定性，其基本形式百年来没有发生根本变化。