本期內附 最新版同位素週期表





變動中的原子量

化學元素週期表標定的原子量，並非一成不變，國際化學組織公佈了最新的同位素週期表，給每一個元素的原子量全新的定義。

撰文∕沈川洲、陳心維

你可以想像嗎？超過一個半世紀以來，課堂上老師教的、課本裡寫的以及懸掛在教室裡的週期表中，各種元素固定的原子量，其實很有問題！因為有70多種元素的原子量是會變動的。

自然界中，除了只擁有一種穩定同位素的元素外；對於具有兩種以上穩定同位素的元素而言，在不同地點，例如大氣、海洋、地殼或太空等，同位素比例都不太一樣。也就是說，絕大部份元素的原子量是會變化的，不是恆久固定的值。

2011年為國際化學年，最有意義的重大事件，是在發現同位素一世紀後的2011年7月，由國際純粹及應用化學聯合會（IUPAC）出版的《國際化學》期刊中，正式發表了新版的同位素週期表，這個計畫名為「建構教育界使用的同位素週期表」（Development of an Isotopic Periodic Table for the Educational Community），自2007年開始執行，將週期表大幅改版，在每個元素格中，增列圓餅圖以表示同位素組成，並將10種元素（詳見〈同位素週期表〉中的粉紅色元素格）的原子量變化範圍，正式明列出來，例如氫的原子量範圍為1.00784到1.00811。而為了方便使用，也有科學家在論文中列出了這些元素新的原子量平均值（詳見〈同位素週期表〉左下方標示）。

然而目前首次提出的同位素週期表，並不是最終版本，因為IUPAC將持續執行這個計畫，未來幾年將持續更新同位素週期表。

百年前的大驚奇：發現同位素

道爾頓（John Dalton）在19世紀初首先提出原子概念理論，一切物質由這些穩定的元素組成，並首次提出一些元素（氫、碳、氮、氧、硫、磷）的相對原子量。1869年，門得列夫（Dmitri Mendeleev）以俄文發表了標題為〈元素特性及其與原子量的關係〉的論文，提出現代週期表的雛型，這篇劃時代的兩頁鉅作，是打開人類對化學元素認識極為重要的一扇窗。

到了1896年，貝克（Henri Becquerel）在磷光實驗中，偶然發現鈾元素會自發性的釋出放射線，震驚了當時的科學界，激發許多頂尖的物理及化學家，前仆後繼投入有關放射性元素的研究狂潮中。

【欲閱讀更豐富內容，請參閱科學人2011年第118期12月號】

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