मानक परमाणु भार

एक रासायनिक तत्व  का मानक परमाणु भार (प्रतीक ए)r°(E) तत्व E के लिए) उस तत्व के सभी समस्थानिकों के  सापेक्ष समस्थानिक द्रव्यमान  का भारित अंकगणितीय माध्य है जो पृथ्वी पर प्रत्येक समस्थानिक की प्रचुरता द्वारा भारित अंकगणितीय माध्य है। उदाहरण के लिए,  आइसोटोप  63साथ (एr = 62.929) पृथ्वी पर तांबे का 69% हिस्सा है, बाकी है 65 साथ में (एr = 64.927), इसलिए
 * $$A_\text{r}\text{°}(_\text{29}\text{Cu})=0.69\times62.929+0.31\times64.927=63.55.$$

क्योंकि सापेक्ष समस्थानिक द्रव्यमान आयाम रहित मात्राएँ  हैं, यह भारित माध्य भी आयाम रहित है। इसे द्रव्यमान के माप में परिवर्तित किया जा सकता है (विमीय विश्लेषण के साथ ) इसे  डाल्टन (इकाई)  से गुणा करके, जिसे परमाणु द्रव्यमान स्थिरांक भी कहा जाता है।

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की धारणा के विभिन्न रूपों में (एr, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के रूप में भी जाना जाता है) वैज्ञानिकों द्वारा उपयोग किया जाता है, मानक परमाणु भार (Ar°) सबसे आम और व्यावहारिक है। प्रत्येक रासायनिक तत्व का मानक परमाणु भार प्राकृतिक, स्थिर, विक्षनरी: तत्व के स्थलीय स्रोतों के आधार पर  शुद्ध और व्यावहारिक रसायन के अंतर्राष्ट्रीय संघ  (IUPAC) के समस्थानिक प्रचुरता और परमाणु भार (CIAAW) पर आयोग द्वारा निर्धारित और प्रकाशित किया जाता है। परिभाषा पृथ्वी से कई प्रतिनिधि स्रोतों से नमूनों के उपयोग को निर्दिष्ट करती है, ताकि मूल्य का व्यापक रूप से पदार्थों के लिए परमाणु भार के रूप में उपयोग किया जा सके, जैसा कि वे वास्तविकता में सामने आते हैं - उदाहरण के लिए, फार्मास्यूटिकल्स और वैज्ञानिक अनुसंधान में। किसी तत्व के गैर-मानकीकृत परमाणु भार स्रोतों और नमूनों के लिए विशिष्ट होते हैं, जैसे किसी विशेष पुरातत्व स्थल से किसी विशेष हड्डी में कार्बन का परमाणु भार। मानक परमाणु भार परमाणु भार की सीमा तक ऐसे मूल्यों का औसत करता है जो एक रसायनज्ञ पृथ्वी से कई यादृच्छिक नमूनों से प्राप्त करने की अपेक्षा कर सकता है। यह श्रेणी कुछ मानक परमाणु भार मानों के लिए दिए गए अंतराल अंकन के लिए तर्काधार है।

118 ज्ञात रासायनिक तत्वों में से 80 में स्थिर समस्थानिक हैं और 84 में यह पृथ्वी-पर्यावरण आधारित मूल्य है। आमतौर पर, ऐसा मान है, उदाहरण के लिए हीलियम: Ar°(He) = $4.003$. (2) पढ़ने के लिए दिखाए गए अंतिम अंक में अनिश्चितता को इंगित करता है $4.003$. आईयूपीएसी संक्षिप्त मूल्यों को भी प्रकाशित करता है, जो पांच महत्वपूर्ण आंकड़ों के लिए गोल है। हीलियम के लिए, Ar, abridged°(He) = $4.003$.

चौदह तत्वों के लिए नमूने इस मूल्य पर भिन्न होते हैं, क्योंकि उनके नमूना स्रोतों का एक अलग क्षय इतिहास रहा है। उदाहरण के लिए, तलछटी चट्टानों में थैलियम (Tl) की आग्नेय चट्टानों और ज्वालामुखीय गैसों की तुलना में एक अलग समस्थानिक संरचना होती है। इन तत्वों के लिए, मानक परमाणु भार को एक अंतराल के रूप में नोट किया जाता है: Ar°(Tl) = [204.38, 204.39]. इस तरह के अंतराल के साथ, कम मांग वाली स्थितियों के लिए, आईयूपीएसी एक पारंपरिक मूल्य भी प्रकाशित करता है। थैलियम के लिए, Ar, conventional°(Tl) = $204.38$.

परिभाषा
मानक परमाणु भार सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का एक विशेष मान है। इसे पृथ्वी की संरचना के स्थानीय वातावरण में स्रोतों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के अनुशंसित मूल्यों के रूप में परिभाषित किया गया है # क्रस्ट | पृथ्वी की पपड़ी और पृथ्वी का वातावरण परमाणु भार और समस्थानिक प्रचुरता (CIAAW) पर IUPAC  आयोग द्वारा निर्धारित किया गया है। सामान्य तौर पर, विभिन्न स्रोतों के मूल्य स्रोतों के एक अलग रेडियोधर्मी इतिहास के कारण प्राकृतिक भिन्नता के अधीन होते हैं। इस प्रकार, मानक परमाणु भार नमूनों या स्रोतों की श्रेणी से परमाणु भार की एक अपेक्षित सीमा है। स्रोतों को केवल स्थलीय उत्पत्ति तक सीमित करके, CIAAW-निर्धारित मूल्यों में कम विचरण होता है, और वास्तव में सांसारिक सामग्रियों में पाए जाने वाले और उपयोग किए जाने वाले सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (परमाणु भार) के लिए अधिक सटीक मूल्य होते हैं।

परमाणु द्रव्यमान द्वारा तत्वों की सूची |सीआईएएडब्ल्यू-प्रकाशित मूल्यों का उपयोग किया जाता है और कभी-कभी बड़े पैमाने पर गणना में कानूनी रूप से आवश्यक होता है। मूल्यों में अनिश्चितता है (कोष्ठक में नोट किया गया है), या एक अपेक्षा अंतराल है (तुरंत ऊपर चित्रण में उदाहरण देखें)। यह अनिश्चितता माप में अनिश्चितता के बजाय एक तत्व के समस्थानिक वितरण में प्राकृतिक परिवर्तनशीलता को दर्शाती है (जो गुणवत्ता उपकरणों के साथ बहुत छोटी है)। यद्यपि मानक परमाणु भार के आंकड़ों के साथ पृथ्वी पर परिवर्तनशीलता की सीमा को कवर करने का प्रयास किया गया है, ऐसे खनिज नमूनों के ज्ञात मामले हैं जिनमें परमाणु भार वाले तत्व होते हैं जो मानक परमाणु भार सीमा से बाहर होते हैं। सिंथेटिक तत्व ों के लिए गठित आइसोटोप संश्लेषण के साधनों पर निर्भर करता है, इसलिए प्राकृतिक आइसोटोप बहुतायत की अवधारणा का कोई अर्थ नहीं है। इसलिए, सिंथेटिक तत्वों के लिए मानक परमाणु भार के स्थान पर, सबसे स्थिर आइसोटोप (यानी, सबसे लंबे समय तक आधे जीवन के साथ आइसोटोप) की द्रव्यमान संख्या को कोष्ठक में सूचीबद्ध किया गया है। जब रसायन विज्ञान में परमाणु भार शब्द का प्रयोग किया जाता है, तो आमतौर पर यह अधिक विशिष्ट मानक परमाणु भार होता है जो निहित होता है। यह मानक परमाणु भार है जो आवर्त सारणी में उपयोग किया जाता है और साधारण स्थलीय रसायन विज्ञान में कई मानक संदर्भ हैं।

लिथियम एक अद्वितीय मामले का प्रतिनिधित्व करता है जहां आइसोटोप की प्राकृतिक प्रचुरता कुछ मामलों में मानव समस्थानिक पृथक्करण गतिविधियों द्वारा इसके मानक परमाणु भार में अनिश्चितता को प्रभावित करने के बिंदु पर पाई गई है, यहां तक ​​कि प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त नमूनों में भी, जैसे कि नदियाँ।

स्थलीय परिभाषा
मानक परमाणु भार मान देने में पारंपरिक स्थलीय स्रोतों को क्यों निर्दिष्ट किया जाना चाहिए, इसका एक उदाहरण तत्व आर्गन है। समस्थानिक संरचना में अत्यधिक भिन्नता के कारण, सौर मंडल में स्थानों के बीच, आर्गन का परमाणु भार 10% तक भिन्न होता है। जहां आर्गन का प्रमुख स्रोत पोटैशियम-40 का क्षय होता हैचट्टानों में, प्रमुख समस्थानिक होगा। ऐसे स्थानों में बुध और मंगल ग्रह और चंद्रमा टाइटन शामिल हैं। पृथ्वी पर, तीन समस्थानिकों का अनुपात 36 यह होगा: 38 यह होगा: 40Ar लगभग 5 : 1 : 1600 हैं, जो स्थलीय आर्गन को 39.948(1) का मानक परमाणु भार देते हैं।

हालांकि, ब्रह्मांड के बाकी हिस्सों में ऐसा नहीं है। तारकीय न्यूक्लियोसिंथेसिस  द्वारा सीधे उत्पादित आर्गन,  अल्फा प्रक्रिया  | अल्फा-प्रोसेस न्यूक्लाइड द्वारा हावी है. इसके अनुरूप, सौर आर्गन में 84.6% होता है ( सौर पवन  माप के अनुसार), और तीन समस्थानिकों का अनुपात 36 यह होगा: 38 यह होगा: 40बाहरी ग्रहों के वायुमंडल में Ar 8400 : 1600 : 1 है। इसलिए, सूर्य और अधिकांश ब्रह्मांड में आर्गन का परमाणु भार लगभग 36.3 ही होगा।

पृथ्वी पर अनिश्चितता के कारण
प्रसिद्ध रूप से, प्रकाशित परमाणु भार मान अनिश्चितता के साथ आता है। यह अनिश्चितता (और संबंधित: परिशुद्धता) इसकी परिभाषा से आती है, स्रोत स्थलीय और स्थिर है। अनिश्चितता के व्यवस्थित कारण हैं:


 * 1) माप सीमा। हमेशा की तरह, भौतिक माप कभी परिमित नहीं होता है। खोजने और पढ़ने के लिए हमेशा अधिक विवरण होते हैं। यह पाए जाने वाले हर एक शुद्ध आइसोटोप पर लागू होता है। उदाहरण के लिए, आज मुख्य प्राकृतिक फ्लोरीन समस्थानिक ( फ्लोरीन-19 ) के द्रव्यमान को ग्यारह दशमलव स्थानों की सटीकता से मापा जा सकता है: $18.998$. लेकिन इससे भी अधिक सटीक मापन प्रणाली उपलब्ध हो सकती है, जिससे और अधिक दशमलव प्राप्त होंगे।
 * 2) समस्थानिकों का अपूर्ण मिश्रण। लिए गए और मापे गए नमूनों में उन समस्थानिकों का मिश्रण (सापेक्ष बहुतायत) भिन्न हो सकता है। उदाहरण के लिए तांबा। जबकि सामान्य तौर पर इसके दो समस्थानिक पाए गए सभी तांबे का 69.15% और 30.85% बनाते हैं, मापे जा रहे प्राकृतिक नमूने में अपूर्ण 'सरगर्मी' हो सकती है और इसलिए प्रतिशत भिन्न होते हैं। निश्चित रूप से अधिक नमूनों को मापने से सटीकता में सुधार होता है, लेकिन अनिश्चितता का यह कारण बना रहता है। (उदाहरण: सीसे के नमूने इतने भिन्न होते हैं, इसे चार अंकों से अधिक सटीक नहीं माना जा सकता है: $207.2$)
 * 3) सांसारिक स्रोत एक अलग इतिहास के साथ। एक स्रोत वह बड़ा क्षेत्र है जिस पर शोध किया जा रहा है, उदाहरण के लिए 'समुद्री जल' या 'ज्वालामुखीय चट्टान' ('नमूना' के विपरीत: सामग्री का एक ढेर जिसकी जांच की जा रही है)। ऐसा प्रतीत होता है कि कुछ तत्वों में प्रति स्रोत एक अलग समस्थानिक मिश्रण होता है। उदाहरण के लिए, आग्नेय चट्टान में थैलियम में अधिक हल्के समस्थानिक होते हैं, जबकि तलछटी चट्टान में अधिक भारी समस्थानिक होते हैं। कोई सांसारिक माध्य संख्या नहीं है। ये तत्व अंतराल संकेतन दिखाते हैं: एrडिग्री (टीएल) = [$204.38$, $204.39$]। व्यावहारिक कारणों से, एक सरलीकृत 'पारंपरिक' संख्या भी प्रकाशित की जाती है (टीएल: 204.38 के लिए)।

ये तीन अनिश्चितताएं संचयी हैं। प्रकाशित मूल्य इन्हीं सबका परिणाम है।

सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का निर्धारण
आधुनिक सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (किसी दिए गए तत्व नमूने के लिए विशिष्ट शब्द) की गणना परमाणु द्रव्यमान (प्रत्येक न्यूक्लाइड के लिए) और नमूने के आइसोटोप के मापा मूल्यों से की जाती है। अत्यधिक सटीक परमाणु द्रव्यमान उपलब्ध हैं वस्तुतः सभी गैर-रेडियोधर्मी न्यूक्लाइड्स के लिए, लेकिन समस्थानिक रचनाएं उच्च परिशुद्धता और नमूनों के बीच भिन्नता के अधीन दोनों को मापने के लिए कठिन हैं।  इस कारण से, 22  मोनोन्यूक्लिडिक तत्व ों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (जो इन तत्वों के प्रत्येक प्राकृतिक रूप से होने वाले न्यूक्लाइड के लिए समस्थानिक द्रव्यमान के समान हैं) विशेष रूप से उच्च सटीकता के लिए जाने जाते हैं।

गणना सिलिकॉन  के लिए अनुकरणीय है, जिसका रिश्तेदार परमाणु द्रव्यमान  मैट्रोलोजी  में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। सिलिकॉन प्रकृति में तीन समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में मौजूद है: $28$और, $29$सी और $30$सी। इन न्यूक्लाइड्स के परमाणु द्रव्यमान 14 बिलियन में एक हिस्से की सटीकता के लिए जाने जाते हैं $28$सी और एक अरब में लगभग एक हिस्सा दूसरों के लिए। हालांकि समस्थानिकों के लिए प्राकृतिक प्रचुरता की सीमा ऐसी है कि मानक प्रचुरता केवल लगभग ±0.001% तक ही दी जा सकती है (तालिका देखें)। गणना है
 * ए$29$(एसआई) = (27.97693 × 0.922297) + (28.97649 × 0.046832) + (29.97377 × 0.030872) = 28.0854

मापन अनिश्चितता का अनुमान जटिल है, विशेष रूप से नमूना वितरण  आवश्यक रूप से सममित नहीं है: IUPAC मानक सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान अनुमानित सममित अनिश्चितताओं के साथ उद्धृत किया गया है, और सिलिकॉन का मान 28.0855(3) है। इस मान में सापेक्षिक मानक अनिश्चितता 1 है या 10 पीपीएम। इस प्राकृतिक परिवर्तनशीलता को और अधिक प्रतिबिंबित करने के लिए, 2010 में, IUPAC ने 10 तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को एक निश्चित संख्या के बजाय एक अंतराल के रूप में सूचीबद्ध करने का निर्णय लिया।

नामकरण विवाद
परमाणु भार नाम के प्रयोग ने वैज्ञानिकों के बीच काफी विवाद को आकर्षित किया है। नाम पर आपत्ति करने वाले आमतौर पर सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान शब्द पसंद करते हैं (परमाणु द्रव्यमान के साथ भ्रमित नहीं होना)। मूल आपत्ति यह है कि परमाणु भार  एक भार नहीं है, जो  गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र  में किसी वस्तु पर लगाया गया बल है, जिसे बल की इकाइयों जैसे न्यूटन (इकाई) या पाउंडल में मापा जाता है।

उत्तर में, परमाणु भार शब्द के समर्थक (अन्य तर्कों के बीच) इंगित करते हैं वह यह जोड़ा जा सकता है कि परमाणु भार अक्सर वास्तव में परमाणु भी नहीं होता है, क्योंकि यह किसी एक परमाणु की संपत्ति के अनुरूप नहीं होता है। इस अर्थ में प्रयुक्त सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के विरुद्ध भी यही तर्क दिया जा सकता है।
 * 1808 में पहली बार अवधारणा के बाद से नाम उसी मात्रा के लिए निरंतर उपयोग में रहा है;
 * उस समय के अधिकांश समय के लिए, परमाणु भार वास्तव में तोल कर मापा जाता था (अर्थात गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण द्वारा) और एक भौतिक मात्रा का नाम केवल इसलिए नहीं बदलना चाहिए क्योंकि इसके निर्धारण की विधि बदल गई है;
 * सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान शब्द को एक विशिष्ट न्यूक्लाइड  (या समस्थानिक) के द्रव्यमान के लिए आरक्षित किया जाना चाहिए, जबकि परमाणु भार का उपयोग नमूने में सभी परमाणुओं पर परमाणु द्रव्यमान के भारित माध्य के लिए किया जाना चाहिए;
 * भौतिक राशियों के भ्रामक नामों का होना असामान्य नहीं है, जो ऐतिहासिक कारणों से बरकरार हैं, जैसे
 * विद्युत प्रभावन बल, जो एक बल नहीं है
 * प्रकाशिक विभेदन, जो एक शक्ति (भौतिकी)  मात्रा नहीं है
 * मोलर सघनता, जो मोलर मात्रा नहीं है (पदार्थ की प्रति इकाई मात्रा में व्यक्त की गई मात्रा)।

प्रकाशित मूल्य
IUPAC प्रत्येक स्थिर तत्व के लिए एक औपचारिक मान प्रकाशित करता है, जिसे मानक परमाणु भार कहा जाता है। कोई भी अद्यतन द्विवार्षिक रूप से (असमान वर्षों में) प्रकाशित किया जाता है। 2015 में, ytterbium का परमाणु भार अद्यतन किया गया था। प्रति 2017, 14 परमाणु भार बदले गए, जिसमें आर्गन को एकल संख्या से अंतराल मान में बदलना शामिल है। प्रकाशित मूल्य में अनिश्चितता हो सकती है, जैसे नियॉन के लिए: $30$, या एक अंतराल हो सकता है, जैसे बोरॉन के लिए: [10.806, 10.821]।

इन 84 मानों के आगे, आईयूपीएसी संक्षिप्त मान (प्रति संख्या केवल पांच अंकों तक) और बारह अंतराल मानों के लिए पारंपरिक मान (एकल संख्या मान) भी प्रकाशित करता है।

प्रतीक एr एक सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान है, उदाहरण के लिए एक विशिष्ट नमूने से। विशिष्ट होने के लिए, मानक परमाणु भार को इस रूप में नोट किया जा सकता है Ar°(E), जहां (ई) तत्व प्रतीक है।

संक्षिप्त परमाणु भार
संक्षिप्त परमाणु भार, CIAAW द्वारा भी प्रकाशित, मानक परमाणु भार से लिया गया है, जो संख्याओं को घटाकर पाँच अंक (पाँच महत्वपूर्ण अंक) कर देता है। नाम 'गोलाकार' नहीं कहता है।

अंतराल बॉर्डर पहले (सबसे निचले) बॉर्डर के लिए नीचे की ओर और ऊपर की ओर (सबसे ऊपर) बॉर्डर के लिए ऊपर की ओर राउंड किए गए हैं। इस तरह, अधिक सटीक मूल अंतराल पूरी तरह से कवर हो जाता है। उदाहरण:
 * कैल्शियम : Ar°(Ca) = 40.078(4) → Ar, abridged°(Ca) = 40.078
 * हीलियम: Ar°(He) = 4.002602(2) → Ar, abridged°(He) = 4.0026
 * हाइड्रोजन: Ar°(H) = [1.00784, 1.00811] → Ar, abridged°(H) = [1.0078, 1.0082]

परंपरागत परमाणु वजन
चौदह रासायनिक तत्व - हाइड्रोजन, लिथियम, बोरॉन, कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, मैग्नीशियम, सिलिकॉन, सल्फर, क्लोरीन, आर्गन, ब्रोमीन, थैलियम और सीसा - का एक मानक परमाणु भार होता है जिसे एक संख्या के रूप में नहीं, बल्कि एक संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है। मध्यान्तर। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन है Ar°(H) = [1.00 784, 1.00811]. यह संकेतन बताता है कि पृथ्वी पर विभिन्न स्रोतों में काफी भिन्न समस्थानिक गठन हैं, और अनिश्चितताएं दो संख्याओं में शामिल हैं। इन तत्वों के लिए, 'पृथ्वी औसत' संविधान नहीं है, और 'सही' मान इसका मध्य नहीं है (जो हाइड्रोजन के लिए 1.007975 होगा, अनिश्चितता के साथ (± 0.000135) जो इसे अंतराल को कवर कर देगा)। हालांकि, उन स्थितियों के लिए जहां कम सटीक मान स्वीकार्य है, सीआईएएडब्ल्यू ने एकल-संख्या वाले पारंपरिक परमाणु भार को प्रकाशित किया है जिसका उपयोग उदाहरण के लिए व्यापार में किया जा सकता है। हाइड्रोजन के लिए, Ar, conventional°(H) = 1.008.

एक औपचारिक लघु परमाणु भार
संक्षिप्त मूल्य और चौदह अंतराल मूल्यों के लिए पारंपरिक मूल्य का उपयोग करके, सभी स्थिर तत्वों के लिए एक छोटा IUPAC- परिभाषित मूल्य (5 अंक और अनिश्चितता) दिया जा सकता है। कई स्थितियों में, और आवर्त सारणी में, यह पर्याप्त रूप से विस्तृत हो सकता है।

यह भी देखें

 * इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (आईयूपीएसी)
 * समस्थानिक प्रचुरता और परमाणु भार पर आयोग (CIAAW)

बाहरी कड़ियाँ

 * IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
 * Atomic Weights of the Elements 2011