為測定元素原子量而立功的裡查茲

2021-01-07 隨時隨地聊科技

本文由「一軒科技圈」獨家原創發布,如需轉載,請註明:轉自百家號

相信大家在從小到大的學習過程中,對化學這門讓我們了解我們生活的這個星球的一門課應該都非常的感興趣,我們對化學上面的每一個元素的性質曾經了解過,那麼關於每個元素的原子量他是怎麼來的呢?下面我們就來說說這個的牛人——裡查茲。

裡查茲的家庭背景和一般的科學家有些不一樣,一般的科學家其興趣愛好都會受到父母的影響,或者父母之中,有一位或者兩位都是科學家,但是裡查茲的父母卻都不是科學家,他的父母可以說是藝術家和作家,裡查茲的父親熱愛畫畫,他的母親喜歡文字,是個作家。由於其母親出色的教育方式,從小裡查茲母親就用非傳統的教育方式來教育他,在這種模式下,培養了他的自學能力,通過父母對裡查茲的啟蒙、教育,裡查茲在很短的時間就學完了基礎教育的課程,使得裡查茲在14歲的時候就考上了哈佛大學,在1887年,不滿20歲的裡查茲從哈佛畢業。

畢業之後,裡查茲因為自己的愛好開始進入到哈佛大學的設置的化學實驗室,從此裡查茲就開始從事他在化學方面的實驗研究。當時,裡查茲所選擇的首個課題就是自己的實驗去證明——普勞特假說。裡查茲通過精確的測定氫和氧的原子量,然後得到兩種元素之間的比值。接著,裡查茲就開始對其他的的元素進行相關的測定。

通過對這幾種元素的研究,裡查茲有不少的收穫。首先,裡查茲從不同的地方得到單質的銅元素,通過對不同地方得來的銅元素進行分析,他發現,不用地方得到的銅它們都具有相同的性質,這就說明了,銅的性質,與其來源地沒有關係,單質銅的性質都是一樣。

其次,通過這些實驗,他彌補了實驗過程中的不足,通過裡查茲自己發明的方法,消除了實驗過程中可以避免的誤差,對重量法測定原子的技術進行了很大的改進與提高,在這個實驗過程中,裡查茲改進和發明的兩種實驗方法分別是:一、裡查茲設計了一種特殊的裝置,可以通過這個設計的裝置,阻隔實驗的樣品受到不必要的幹擾,我們知道,在做化學實驗的時候,特別是在前面稱量樣品質量的時候,很容易受空氣中的其他因子幹擾,這些空氣中的因子和樣品接觸有的時候會發生化學反應,使得樣品不純,或者樣品吸收空氣中的水分,使樣品的重量比實際重量增大,所以我們現在做實驗的時候,有時候都要選擇真空的環境進行,所以裡查茲這個裝置的發明,在當時的影響是很大的。

二、裡查茲在實驗過程中不斷對器材進行改進,最後他研製出了一種散射濁度計,通過這個設備,裡查茲可以很好的測定試驗樣品溶液中沉澱的質量,進而更方便的計算出元素的原子量。其實裡查茲在這一系列的試驗測試中,最大的收穫就是在他得到的大量數據,根據數據計算得到的結果,他發現斯塔得到的原子數量並不是很精確。因為在裡查茲的試驗中,他主要使用的是滷化銀,通過其他金屬元素和它進行反應,最後變成滷鹽的沉澱,然後進行分析的。

在1904年的時候,通過對滷化銀進行大量的測定,裡查茲證明了銀的原子量是107.87,而不是斯塔的107.93。我們知道微小的誤差,都會在科學實驗中造成很大的影響,為此,裡查茲對斯塔的實驗進行總結,重新對一些主要的元素進行了測定。裡查茲是一個喜歡自學的科學家,在他身上可以總結幾個讓人受益匪淺的成功之道,那就是做事情要認真刻苦,在做實驗室的時候,一定要做到精確, 更重要的是要有耐心,所以,一個科學的實驗要得到準確的數據,刻苦、準確、耐心,這三樣是不可或缺的。

相關焦點

  • [趣味化學]原子量測定及基準的變革
    1803年英國化學家道爾頓(1766-1844)提出原子論後,受到科學界的普遍重視,原子論的核心是:每種元素以其原子的質量為其最基本的特徵。因此,測定原子量的工作成為了當時化學科學的重點任務。  道爾頓首先測定原子量。他選定一種元素的原子質量作為參照標準。氫氣最輕,於是他選擇了氫作為原子量的基準,確定氫的原子量為1。
  • 我國測定硒原子量為新國際標準
    原標題:我國測定硒原子量為新國際標準  科技日報北京9月25日電 (劉旭紅 記者林莉君)記者今天從中國計量科學研究院獲悉,日前在土耳其召開的國際純粹與應用化學聯合會同位素豐度與原子量委員會會議上,該院化學分析所王軍創新團隊建立的硒同位素豐度校正質譜法測量工作被評為最佳測量,採用該方法測量的硒原子量(78.9711(9))被採納為新的硒原子量國際標準值
  • 我國測定鐿原子量 成為新的國際標準
    而元素原子量是自然科學中的基本常數,測量原子量的水平是一個國家基礎研究能力的標誌之一。  國際同位素豐度與原子量委員會(IUPAC CIAAW)近日發布公告,中國計量科學研究院建立的鐿同位素豐度校正質譜法測量工作被評為最佳測量,採用該方法測量的鐿原子量標準值為173.045,被確定為新的鐿原子量國際標準值。
  • 張青蓮院士:無機化學泰鬥,教育大師,測定銦等10種元素原子量,入選中學化學課本
    新中國成立後 , 他開始研究重水濃度的測定方法;設計了用浮沉子檢測成品的化工部部頒標準方法;研製了重水生產中鎳鉻催化劑的活性壽命和強度以及測定了雙溫交換法工藝條件下氘在氣液兩相中的總分配常數等, 為我國核工業建設做出了突出貢獻 。 1990 年中國核學會授予他榮譽理事稱號。化工部授予他「全國國防化工先進工作者」稱號。
  • 元素周期表根基動搖面臨「大改」 原子量非定數
    拿出一份元素周期表,看看任何一種元素所在的格子,都會發現裡面有一上一下兩個數字,上面的數字小,下面的數字大;上面的數字是整數,下面的數字是小數。上面的那個數叫「原子序數」,指的是該元素原子中含有的質子數,決定該元素的化學性質。而下面的數字就是這裡要說的「原子量」。原子量體現著原子的相對質量。
  • 科學家發現自然界最重元素 原子量超過292
    超重元素Unbibium原子量超過292 據英國《新科學家》雜誌報導,比先前任何元素都要重的超重元素自然存在於地球巖石中嗎? 目前所知在自然界存在的最重元素是鈾,但只包含92個質子。在實驗室裡,物理學家設法製造了原子序數為118的人造原子,但它們全都高度不穩定。而今,耶路撒冷希伯來大學的科學家安諾·馬裡諾夫教授領導的研究小組通過分析釷(原子序數為90)的純溶液,首次觀察到自然條件下存在的超重元素。
  • 科學網—元素周期律的發現
    門捷列夫誕辰175 周年郵票 1869年3月,俄國化學家門捷列夫(Dmitri Mendeleev)在聖彼得堡大學召開的俄國化學會議上,宣讀了題為《元素的性質和原子量的關係》的論文,向化學界公開了他的首張元素周期表。
  • 科學家發現自然界最重元素 原子量超過292(圖)
    超重元素Unbibium原子量超過292  【搜狐科學消息】 據英國《新科學家》雜誌報導,比先前任何元素都要重的超重元素自然存在於地球巖石中嗎?一支物理學家小組表示他們已經在自然礦物精製的溶液中發現了少量特別重的原子。但其他科學家表示懷疑。
  • 化學元素周期表大洗牌 10元素原子量重新標註
    變化十大化學元素原子量將以區間代替定值變化後的化學元素周期表將標出原子量範圍,而非以往的固定原子量。共有十大化學元素在自然狀態下的原子量進行了修改,它們分別是:氫、鋰、硼、碳、氮、氧、矽、硫、氯和鉈。例如,硫元素以往的標準原子量是32.065,然而,其實際原子量卻可以根據其所處位置不同而位於32.059和32.076區間內。負責評估和發布原子量值的國際理論與應用化學聯合會分析部秘書長布萊恩·希伯特教授說:「我們要對其中部分元素進行調整,它們的原子量存在著某種不穩定區間。」
  • 我國學者測定矽同位素絕對比值
    本報北京7月20日電 國土資源部同位素重點實驗室,採用新的測試技術和流程,重新標定出國際參考物質,即美國標準和技術研究所製備的國際氧和矽同位素參考物質(NBS-280)的矽原子量為28.08653,比歐盟參考物質及測量研究所原先報導的數值重0.001。這一結果將導致《元素周期表》裡矽的標準原子量的重新修訂。今天,中國地質科學院公布了這一消息。
  • 盤點9大書本常見錯誤概念:元素原子量並非不變
    調整元素周期表:元素的原子量並非恆定不變  我們很可能認為元素周期表是永恆不變的,然而,情況並非如此。首先,不斷有新元素填充進來,物理學家利用更小的原子創造出了這些新元素。現在,不斷有科學發現衝擊著元素周期表看似堅不可摧的堡壘,我們開始逐漸意識到:元素的原子量並非恆定不變。  原子量有兩種:原子原子量和元素原子量。
  • 元素周期表的「興衰」元素之間是否存在著內在聯繫呢?
    但是,當時化學界有一股經驗主義習氣,一些化學家滿足於經驗性研究,每出現一種元素就對其特性進行測定,使得他們往往是「只見樹木不見森林」,陷入了元素「迷宮」中。於是,俄國化學家門捷列夫就提出了這樣的問題:各種各樣的元素之間是否存在著內在聯繫呢?
  • 趣話化學史——元素(六)——數字的秘密
    至此,加上之前從遠古時期發現的元素,元素已經多達62種。到了1869年,法國科學家楊森在分析太陽光光譜時發現了一條未知的譜線,認為這是一種未知的元素,並且把它命名為「氦」。至此,人類發現的元素已經多達63種。與此同時,瑞典的大化學家貝採裡烏斯也進行了大量的原子量測定工作,他前後一共花了30年,最終獲得了較為精確的各原子的原子量數值。這個時候,就有人把這些元素從它們的原子量從小到大進行排序。
  • 西奧多·威廉·理查茲:測定原子量專家
    理查茲不迷信權威,對以前的原子量提出質疑,他改進了測試方法,重新精確核定了60多種元素的原子量,並對鉛的同位素進行了研究。他除了在哈佛大學任教外,還兼任吉布斯(WalcottGibbs)研究所所長,曾兩次被選為美國化學會會長。他又是一個以善教著稱的教授,培養了許多有名物理化學家。
  • 中國版《元素周期表》被定為新的國際標準
    本報西安12月3日專電標誌我國在元素原子量測定研究工作方面進入世界先進行列的新世紀版《元素周期表》,近日由青海人民出版社出版發行。  中科院青海鹽湖所肖應凱研究員日前告訴記者,由中科院青海鹽湖所、西北工業大學和西寧市教育科研所,經過兩年潛心研究、測定和編撰的新世紀版《元素周期表》,在今年7月於澳大利亞布裡斯班召開的第41屆國際純粹與應用化學聯合會大會上,被國際原子量與應用化學會(IUPAC)確定為新的國際標準。
  • 為什麼恆星聚變不能產生原子量比鐵更大的元素?
    氫元素的質量佔我們可見宇宙總質量的約73%,其次是氦元素,佔25%,其他元素總共也不超過2%。宇宙起源於大爆炸,在大爆炸的前3分鐘,構成現在物質元素的基本粒子,如夸克、電子等大量聚合,就像水蒸氣遇冷凝聚成水滴一樣。夸克凝聚成原子核中的中子和質子,質子和中子再冷卻凝聚成氦原子核,從而形成了目前佔可見宇宙絕大部分的物質——氫和氦。而其他重元素是在天體形成過程中由核反應生成的。
  • 中國科研人員編撰元素周期表被定為新的國際標準
    新華網西安12月2日電 中科院青海鹽湖所、西北工業大學和西寧市教育科研所的科研人員經兩年潛心研究,測定編撰的新世紀版《元素周期表》目前被國際原子量與應用化學會確定為新的國際標準。  這標誌著中國元素原子量的測定研究已經進入了世界先進行列。
  • 化學史|(一)元素周期表的發現
    他不分晝夜地研究著,探求元素的化學特性和它們的一般的原 子特性,然後將每個元素記在一張小紙卡上。他企圖在元素全部的複雜的特性裡,捕捉元素的共同性。但他的研究,- -次又一一次地失敗了。可他不屈服,不灰心,堅持幹下去。在一八六九年二月十九日,他終於發現了元素周期律。他的周期律說明:簡單物體的性質,以及元素化合物的形式和性質,都和元素原子量的大小有周期性的依賴關係。
  • 【淺談原子物理】原子的基本狀況之原子質量和大小的測定
    現在我們主要先來談一下原子物理中原子質量和大小的測定及其相關的問題。原子量就是為了研究的方便,人為規定碳在自然界中含量最豐富的同位素的原子量是12個單位,作為原子量的標準,其餘原子與其質量相比求出比值,乘上十二個單位就是對應原子的原子量。原子量還有一個重要的用途,就是它代表1mol該原子以克為單位時的數值大小。
  • 【星夜讀】門捷列夫版元素周期表是如何誕生的?
    雖然現代化學早就誕生,但那個時代人們對於元素的認識還是十分模糊的,原子量的精確測量也都是難題,這些問題都限制了人們對於元素整體關係的探索。對於元素周期表的研究,門捷列夫不是第一人,也不是最後一人。元素周期表的演進,凝聚了一代又一代科學家的智慧。