比肩“冥王星降级”的元素周期表改动？

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流言： 加拿大科学家指出某些元素具有一种以上的稳定同位素，也就是说，它们可能在自然界的不同环境中，以不同原子量的型态出现。化学元素周期表的变动将是2006年冥王星失去行星资格以来，最震撼科普界的。
来源： 流言是一条微博的内容，其中让人咋舌的是“化学元素周期表的变动将是2006年冥王星失去行星资格以来，最震撼科普界的”这句话。这会是怎样的变动？竟然会有如此高的地位？又为什么主流媒体上一片风平浪静呢？
顺着这条微博，可以找到更详细的一篇博文[1]，标题使用了“炸闻”来描述这个改动。除了流言的内容，还提及“研究人员举例说明：硫的原子量传统被定为32.065，但事实上，因硫存在的地点不同，其实际原子量可能介于32.059至21.076之间。”我们知道硫的质子中子数之和为32，精确的原子量也只是在小数点后的数值上的不同。这个硫的原子量“介于32.059至21.076之间”的改动确实很惊人，颠覆我们的化学知识。
3 U& Y! x! j. q这篇博文的内容来自一个美国的中文报纸《世界日报》的一篇报道，标题更为耸动《震撼科普界：化学元素周期表要大“洗牌”》[2]，报道里出现了“美国科技资讯网站CNET说，这是2006年冥王星失去行星资格以来，最震撼科普界的变动”的内容。在CNET的文章《元素周期表的原子重量更新》（Periodic table gets weighty update）[3]里的原文是，“In the biggest development to rock the popular-science world since Pluto got demoted, 10 elements will see their atomic weights changed on the periodic table”。看来是此文作者对这次的改动深有感触，将它拔到如此高的位置。同时，对比这两篇文章可以发现，所谓的硫的原子量“介于32.059至21.076之间”，只是数据的笔误，硫的新原子量范围其实是[32.059, 32.076]。
* n4 @5 B7 k' L$ v9 ZCTV的文章《化学家修改元素周期表》[4] （Chemists alter periodic table of elements） 显得靠谱多了，采访了报告的主要作者之一——加拿大卡尔加里大学的Michael Wieser博士，内容及观点都更客观严肃。
真相： 事情的原委是这样的。2010年12月12日，国际纯粹及应用化学联合会（IUPAC）照例发表了2009年度的元素原子量报告《Atomic Weights of the Elements 2009》[5]，与往年报告中总是试图缩小误差范围不同，该报告描述某些元素的原子量时用到了范围——这是国际上第一次用范围而非常数来表示原子量。涉及改动的元素包括：氢、硼、锂、碳、氮、氧、硅、硫、氯、铊。
5 M1 [0 k! P- g8 n由于某些元素具有多个稳定同位素，不同的同位素具有不同的质量，以往测量元素原子量的时候都是根据各种同位素的丰度（即自然界中某种同位素的相对含量）取平均值，而科学家们意识到不同条件、不同环境下，同位素的丰度可能会发生变化，导致某些条件下元素的原子量偏离平均值，例如针钠钙石（一种硅酸盐矿物）中所含的氢元素比海水中的氢原子量小0.00006，而合成试剂中的氢元素最大可能比海水中的氢原子量大0.00012。因此，科学家们提出，将以往单一明确的原子量改为原子量范围这样的表达方式。例如，硼元素在2007年的报告[6]中的原子量为10.811(7)，在这份报告里的原子量范围是[10.806, 10.821]。新原子量的上下限相差0.015，和旧原子量的±0.007很接近，但却有着不同的意义。
将在2011年3-4月期Chemistry International（IUPAC的新闻杂志）上发表的《原子量——不再是自然常数》（Atomic Weights—No Longer Constants of Nature）[7]提出了IUPAC推荐的同位素元素周期表新画法：

http://www.guokr.com/gkimage/u5/pd/z3/u5pdz3.png

根据原子量的特征，所有元素分为四类：其中一类（例如氯）的原子量不是一个自然常数，但是在一定的范围内；第二类（例如汞）的原子量不是一个自然常数，也不在一定的范围内；第三类（例如砷）的原子量是一个自然常数，因为它只有一个稳定的同位素；第四类（例如镅）没有稳定的同位素，所以也就没有原子量。
& r5 w% R- p9 j; H+ t事实上，自1869年由门捷列夫创造以来，元素周期表的大小改动不计其数，例如不断填充各种元素、增加0族元素等等。这次针对原子量的改动对于确定化学物质的纯度和来源、鉴定农产品的产地、追踪污染情况等等应用都有着重大的意义，但对于普通人来说不会有什么影响。网友担心的“是不是要背新的周期表”的担忧，也可以放下。以往你也不曾背过精确到小数点后第三位的元素原子量吧。
8 P7 E3 u6 C- B: ~结论：改动确有其事，反应实在过度。 冥王星事件让我们挂在嘴边的九大行星变成了八大行星，而小数点后三位的原子量变化对科研应用意义不同，但对普通人的生活不会带来直接的重大影响。
6 Y" |, M, M/ c. s; p" G参考资料：[1] 炸闻：化学元素周期表要改动[2] 震撼科普界：化学元素周期表要大“洗牌”[3] CNET: Periodic table gets weighty update[4] CTV: Chemists alter periodic table of elements[5] IUPAC AWE2009[6] IUPAC AWE2007[7] Atomic Weights—No Longer Constants of Nature

guolin

披着＂科学＂的外衣的谣言，往往产生于科普工作的粗糙，失误，或误导。其实参考文献[7]当中提出提出的这个＂推荐的新画法＂就是一个＂操之过急＂以至于产生了误导性的东西。从新闻层面来讲，这也许算不了什么，世界是很复杂的，而人们总倾向于一些简单的解释；但从专业科普角度来看，问题就来了。
8 l( g% b8 V1 w( Q0 G% `习惯意义上的元素周期表通常就是一张最多A4打印纸那么大的纸片或塑料片（教学挂图显然会更大，但那是为了远距离观看的，弄得太复杂照样看不清），您说的那些不是表，而是手册。既然已经是专门儿的一本书（或者一本书里面的章节或者长条目），那自然想怎么复杂就可以怎么复杂，呵呵。
2 B: n  t  u6 c! U4 \/ [- T+ i( H有关锝的问题，首先再次指出您讨论此问题过程中存在的一些误解。给药量是由动物体的体重决定的，而体重的误差很可能大于１％（比如说过秤的时候衣服穿的多少，喝了多少水），您所谓的＂1%的误差肯定会出医疗事故＂，在绝大多数情况下都是不可能的。即使姑且认为这种情况在理论上存在那么一丝可能性，这种可能性的根源也不在原子量上面。Tc99m这种东西，是由专门的早已成熟的商业化的发生器供应的，这种发生器的生产制造和性能指标，存在着严格的业界标准，用发生器造出的Tc99m，基本上都是高锝酸盐溶液（这可能也是这种发生器被称为＂母牛＂的一个原因），没人会拿一块或一堆末末的Tc99m单质去溶于酸或碱来做试剂；此外，对于包含Tc99m的试剂或药物的操作，也都有着严密的实验室规范，具体的用量，浓度，都是固定值。但凡操作Tc99m的人，都要通过根据规范制订的必要的训练。您说的因为用错Tc99m原子量导致医疗事故的可能性，是不存在的，因为使用过程当中根本就不需要Tc的原子量，即使需要，Tc99m这几个数字和字母都在那里写着呢，倘若连这个＂99＂都不知道是啥意思人，那么也就没有资格操作 Tc99m；若是因此出了事，需要追究的不是元素周期表，而是那个听任这个人进实验室操作Tc99m的负责人。
此外，这这个问题，连同上一段讨论的，都说明您可能忽略了一个很重要的问题：习惯意义上的元素周期表，面对的主要对象是谁？显然不是给人打药的医生或着成天伺候老鼠的博士猴们，而是青少年学生，以及从事非科学领域职业的社会上的大多数人。换句话说，教育和科普，才是元素周期表的最主要职能。人命关天的场合，1%的误差固然可能会导致严重后果，但这种情况下，谁会傻到去把赌注压到一张科普教学用的元素周期表上？如果真的那么傻，那只能说是这个人自己的问题。然而，科普教学当中，原本可以提供的相对比较可靠的信息却突然变为空白，虽然一时间不会出人命，但长远的效应显然不是积极的。

小葡萄籽籽

但是，事实上，IUPAC对原子量的标准是：对于没有半衰期大于10^10年的同位素的元素，一律没有质量。您可以去翻99年，97年或者更早几年的标准原子量表，包括镭他们，后面都是空白，更不用说Tc这种几乎完全人造的元素了。
2 Y; D7 G$ ^& D" u6 x- r5 X; z至于教学上分析中字数什么的，用原子量还是大大的不可靠的，原子量35.5的氯，难道有半个中子不成？还是用同位素号码来判断更合适。而这里创新的饼图对于了解这0.5从何而来无疑更加有利。至于放射性元素，还是标明各种存在的同位素（排不下的话可以放最稳定的那些）靠谱一些，最稳定的那一个用红色标出来，简单明了而不失其科学性。
个人觉得这次的新表还是很赞的，至少把同位素的自然丰度这个要素加了进去，只是细节上能更完善一些会更好。