原子量的单位

阿斯顿

编者按

在剑桥大学卡文迪什实验室工作的弗朗西斯·阿斯顿设计了一种用来测量单个原子的原子质量的仪器，现在我们称之为质谱仪。这使得他更早地提出了同位素（化学性质完全相同但质量不同）的概念。利用该仪器鉴定了超过80种化学元素的同位素以后，在这篇文章中阿斯顿主张，有必要采用一种新的原子质量的标准，以取代当时测量所有其他原子质量时利用氧作为标准的做法——因为氧有多种同位素，不适合作为原子质量的参考标准。　　英文

氧元素具有多种同位素，这一发现无疑使我们必须重新考虑用以表述原子量的标度。目前在化学上是以氧元素的平均原子质量作为原子量的标准，但由于现在同位素O17和O18的发现已经得到了普遍的认可，所以氧元素的平均原子质量略大于氧元素中的主要组成部分O16的原子质量。最新的估计表明这一差别是0.125‰。　　英文

这个差值对于化学家来说没有太大的意义，更别说它还非常微小，因为最近12年的研究经验已经表明，对于同位素形式复杂多样的元素来说，在自然过程或者化学操作中其各种同位素的相对丰度并不发生明显改变。但是，物理学研究要考虑单个原子的质量，通过质谱仪和谱带分析的方法目前已经可以以万分之一的精度来分辨某些原子质量的差别。此外，对原子核结构的理论研究需要十万分之一的精度，在不久的将来对原子质量的测定有望能够达到这一精度。因此，目前化学上采用的原子量的单位显然是不合适的，对于物理学研究来说，似乎迫切需要确定一个能够描述这些量的合适的原子量单位。　　英文

质子的质量，中性氢原子的质量，氦原子质量的1/4，中性氧同位素O16原子质量的1/16，以及其他几种可能的原子量单位都被提出来了。但所有这些无一例外都遭到了一些反对。这个问题应该受到关注，一旦出现一个对这一主题进行广泛讨论的合适时机，那么为了得出结论每一种观点都可以适当地发挥作用。　　英文

（王锋　翻译；李芝芬　审稿）