원자량 장 — 표준 원자량의 개정 기록

CIAAW가 1902년부터 권고해 온 표준 원자량이 어떻게 바뀌었는지, 그리고 새 값이 직전 권고의 불확도 범위 안에 있었는지를 센다. 물리 상수 장과 같은 질문을, 불확도를 다르게 정의하는 기록에 던진다.

핵심

CIAAW는 1902년부터 표준 원자량을 701번 권고·개정했다. 표준 원자량이 있는 원소 84개는 평균 8.2회 바뀌었다.
CIAAW의 불확도는 표준불확도(1σ)가 아니라 확장 범위(정상 물질이 매우 확실하게 들어갈 넓은 범위)다. 그래서 새 값이 직전 범위 밖에 놓인 개정은 204건 중 12건(5.9%), 두 범위가 아예 겹치지 않은 개정은 2건(Br 1965, Zn 2007)이다.
2009년부터 14개 원소는 하나의 값 대신 구간(interval)으로 표기한다. 14개 모두 새 구간이 직전 값을 포함했다.
물리 상수(표준불확도 기준)와 원자량(확장 범위 기준)은 불확도의 정의가 달라 놓침률을 같은 눈금으로 견주지 않는다 — 두 장을 나란히 두는 까닭이 그 차이에 있다.

12/ 204직전 권고 범위 밖에 새 값이 놓인 개정(기준 ①) 2두 범위가 아예 겹치지 않은 개정(기준 ②): Br 1965, Zn 2007 8.2원소당 평균 개정 횟수(표준 원자량이 있는 84개) 14구간(interval) 표기로 바뀐 원소

점 하나가 개정 하나(직전 권고에 불확도가 있었던 것). 주황 점은 새 값이 직전 범위 밖에 놓인 개정, 세모는 ±8을 넘어 잘린 값.

표준 원자량(standard atomic weight) — 지구의 정상 물질에서 그 원소 원자들의 평균 질량을 ¹²C 원자 질량의 1/12로 나눈 값. 동위원소가 섞인 비율의 평균이라, 물리 상수와 달리 시료에 따라 실제로 조금씩 다르다.

CIAAW의 불확도 = 확장 범위 — CIAAW가 원자량 뒤에 붙이는 불확도(예: 65.38(2)의 0.02)는 표준불확도(1σ)가 아니다. 정상 물질의 원자량이 「매우 확실하게」 그 범위 안에 들어갈 것으로 기대되는 넓은 범위다(포함인자나 신뢰수준이 정해진 확장불확도와도 같지 않다). 그래서 물리 상수 장의 ±1σ와 같은 눈금으로 읽지 않는다.

구간(interval) — 2009년부터 동위원소 조성의 자연 변동이 큰 원소는 하나의 값 대신 [하한, 상한] 으로 적는다(예: 수소 [1.007 84, 1.008 11]). 구간은 불확도가 아니라 실제로 나타나는 값의 범위다.

지표

A1 · 개정 횟수·간격원소마다 표준 원자량이 몇 번, 얼마 간격으로 바뀌었나 A2 · 직전 권고 범위 밖 개정새 값이 직전 권고의 불확도 범위를 벗어난 개정의 비율 A3 · 개정 폭 대 직전 불확도개정 폭을 직전 권고의 불확도로 나눈 값의 분포 A4 · 오래 바뀌지 않은 원소마지막 개정 연도의 분포 A5 · 구간 표기 전환하나의 값 대신 구간(interval)으로 바뀐 원소

원소

H · 수소Z=1 · 10회 · [1.007 84, 1.008 11]He · 헬륨Z=2 · 8회 · 4.002 602(2)Li · 리튬Z=3 · 8회 · [6.938, 6.997]Be · 베릴륨Z=4 · 7회 · 9.012 1831(5)B · 붕소Z=5 · 8회 · [10.806, 10.821]C · 탄소Z=6 · 11회 · [12.0096, 12.0116]N · 질소Z=7 · 8회 · [14.006 43, 14.007 28]O · 산소Z=8 · 4회 · [15.999 03, 15.999 77]F · 플루오린Z=9 · 10회 · 18.998 403 162(5)Ne · 네온Z=10 · 7회 · 20.1797(6)Na · 소듐Z=11 · 10회 · 22.989 769 28(2)Mg · 마그네슘Z=12 · 7회 · [24.304, 24.307]Al · 알루미늄Z=13 · 12회 · 26.981 5384(3)Si · 규소Z=14 · 9회 · [28.084, 28.086]P · 인Z=15 · 13회 · 30.973 761 998(5)S · 황Z=16 · 12회 · [32.059, 32.076]Cl · 염소Z=17 · 7회 · [35.446, 35.457]Ar · 아르곤Z=18 · 9회 · [39.792, 39.963]K · 포타슘Z=19 · 11회 · 39.0983(1)Ca · 칼슘Z=20 · 6회 · 40.078(4)Sc · 스칸듐Z=21 · 12회 · 44.955 907(4)Ti · 타이타늄Z=22 · 5회 · 47.867(1)V · 바나듐Z=23 · 8회 · 50.9415(1)Cr · 크로뮴Z=24 · 7회 · 51.9961(6)Mn · 망가니즈Z=25 · 10회 · 54.938 043(2)Fe · 철Z=26 · 6회 · 55.845(2)Co · 코발트Z=27 · 10회 · 58.933 194(3)Ni · 니켈Z=28 · 9회 · 58.6934(4)Cu · 구리Z=29 · 5회 · 63.546(3)Zn · 아연Z=30 · 9회 · 65.38(2)Ga · 갈륨Z=31 · 7회 · 69.723(1)Ge · 저마늄Z=32 · 9회 · 72.630(8)As · 비소Z=33 · 9회 · 74.921 595(6)Se · 셀레늄Z=34 · 5회 · 78.971(8)Br · 브로민Z=35 · 6회 · [79.901, 79.907]Kr · 크립톤Z=36 · 8회 · 83.798(2)Rb · 루비듐Z=37 · 7회 · 85.4678(3)Sr · 스트론튬Z=38 · 5회 · 87.62(1)Y · 이트륨Z=39 · 11회 · 88.905 838(2)Zr · 지르코늄Z=40 · 7회 · 91.222(3)Nb · 나이오븀Z=41 · 10회 · 92.906 37(1)Mo · 몰리브데넘Z=42 · 8회 · 95.95(1)Tc · 테크네튬Z=43 · 1회 · 98.9062(1)Ru · 루테늄Z=44 · 5회 · 101.07(2)Rh · 로듐Z=45 · 8회 · 102.905 49(2)Pd · 팔라듐Z=46 · 6회 · 106.42(1)Ag · 은Z=47 · 7회 · 107.8682(2)Cd · 카드뮴Z=48 · 8회 · 112.414(4)In · 인듐Z=49 · 8회 · 114.818(1)Sn · 주석Z=50 · 7회 · 118.710(7)Sb · 안티모니Z=51 · 8회 · 121.760(1)Te · 텔루륨Z=52 · 5회 · 127.60(3)I · 아이오딘Z=53 · 9회 · 126.904 47(3)Xe · 제논Z=54 · 10회 · 131.293(6)Cs · 세슘Z=55 · 11회 · 132.905 451 96(6)Ba · 바륨Z=56 · 7회 · 137.327(7)La · 란타넘Z=57 · 9회 · 138.905 47(7)Ce · 세륨Z=58 · 7회 · 140.116(1)Pr · 프라세오디뮴Z=59 · 9회 · 140.907 66(1)Nd · 네오디뮴Z=60 · 6회 · 144.242(3)Sm · 사마륨Z=62 · 8회 · 150.36(2)Eu · 유로퓸Z=63 · 6회 · 151.964(1)Gd · 가돌리늄Z=64 · 9회 · 157.249(2)Tb · 터븀Z=65 · 10회 · 158.925 354(7)Dy · 디스프로슘Z=66 · 7회 · 162.500(1)Ho · 홀뮴Z=67 · 12회 · 164.930 329(5)Er · 어븀Z=68 · 9회 · 167.259(3)Tm · 툴륨Z=69 · 12회 · 168.934 219(5)Yb · 이터븀Z=70 · 9회 · 173.045(10)Lu · 루테튬Z=71 · 9회 · 174.966 69(5)Hf · 하프늄Z=72 · 6회 · 178.486(6)Ta · 탄탈럼Z=73 · 11회 · 180.947 88(2)W · 텅스텐Z=74 · 6회 · 183.84(1)Re · 레늄Z=75 · 5회 · 186.207(1)Os · 오스뮴Z=76 · 7회 · 190.23(3)Ir · 이리듐Z=77 · 6회 · 192.217(2)Pt · 백금Z=78 · 9회 · 195.084(9)Au · 금Z=79 · 9회 · 196.966 570(4)Hg · 수은Z=80 · 8회 · 200.592(3)Tl · 탈륨Z=81 · 8회 · [204.382, 204.385]Pb · 납Z=82 · 8회 · [206.14, 207.94]Bi · 비스무트Z=83 · 10회 · 208.980 40(1)Rn · 라돈Z=86 · 2회 · 222 Ra · 라듐Z=88 · 7회 · 철회 Th · 토륨Z=90 · 10회 · 232.0377(4)Pa · 프로트악티늄Z=91 · 6회 · 231.035 88(1)U · 우라늄Z=92 · 10회 · 238.028 91(3)Np · 넵투늄Z=93 · 1회 · 237.0482(1)

자료 출처: Standard atomic weights © IUPAC/CIAAW 2016–2024. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, Historical changes of standard atomic weights (compiled by J. Meija), https://www.ciaaw.org/historical-atomic-weights.htm