Aston 1922: Difference between revisions

From Mass Spec Terms
← Older edit
No edit summary
 
(10 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 1: Line 1:
<big><big>'''Isotopes'''</big></big>


<big><big>ISOTOPES[https://archive.org/details/isotopes00asto/page/n3/mode/2up]</big></big>
{{Template:Aston 1922 Contents}}
 
{{Special:PrefixIndex/{{FULLPAGENAME}}/}}
 
F. W. ASTON,  M.A.,  D.Sc,  A.I.C.,  F.R.S.
 
Fellow of Trinity College, Cambridge
 
LONDON
 
EDWARD. ARNOLD &amp; CO.
 
1922
 
[All rights reserved]
 
Printed  in  Great  Britain


==PREFACE==
==PREFACE==
[[File:Portrait of Francis William Aston (1877-1945), Chemist and Physicist (2536015497) (cropped).jpg|400 px|right]]
I  have  undertaken  the  preparation  of  this  book  on  [[isotope]]s in  response  to  many  requests  made  to  me  by  teachers  of  physics and  chemistry  and  others  working  in  these  subjects  that  I should  publish  the  results  obtained  by  means  of  the  [[mass spectrograph]]  in  a  form  more  convenient  to  the  public  than  that in  which  they  first  appeared.  This  is  one  of  the  reasons  why the  space  allotted  to  the  inactive  isotopes  may  appear,  in  the light  of  the  general  title  of  the  book,  somewhat  disproportion- ately large.  Another  is  that  the  subject  of  radioactive  isotopes really  requires  a  book  to  itself,  and  I  am  in  the  hope  that  the inadequacy  of  my  account  may  stimulate  the  production  of such  a  volume  by  hands  more  competent  than  mine  to  deal with  this  very  special  and  remarkable  field  of  modern  science. The  logical  order  of  exposition  of  a  scientific  subject  is  to  start with  the  simple  and  from  that  build  up  the  more  complex. Unfortunately  the  sequence  of  events  in  experimental  research is  the  exact  opposite  of  this  so  that  a  compromise  must  be effected,  unless  one  is  content  to  sacrifice  historical  treatment altogether.  The  latter  seems  very  undesirable  in  a  new  subject. I  have  endeavoured  in  Chapters  I,  II  and  IV,  and  elsewhere when  possible,  to  adhere  strictly  to  the  historical  order  of events  even  at  the  cost  of  some  reiteration.


I  have  undertaken  the  preparation  of  this  book  on  [[isotope]]s
I  wish  to  take  this  opportunity  of  expressing  my  indebted- ness to  Mr. C. G.  Darwin  for  his  timely  criticism  and  unfailing assistance  throughout  the  work,  and  also  to  Mr. R. H. Fowler for  help  with  the  proofs.  My  thanks  are  also  due  to  [[wikipedia:Frederick Soddy|Professor Soddy]] for  his  diagram  of  the  radioactive  isotopes,  to  [[wikipedia:Arthur Jeffrey Dempster|Mr.  A.  J. Dempster]]  for  kindly  sending  me  the  illustrations  of  his  work, to  the  proprietors  of  the  Philosophical  Magazine  and  to the  Council  of  the  Chemical  Society  for  permission  to  use  the plates  and  figures  of  my  original  papers,  and  to  Messrs. Macmillan &amp; Co., for the diagram of the radioactive  transformations.
in  response  to  many  requests  made  to  me  by  teachers  of  physics
and  chemistry  and  others  working  in  these  subjects  that  I
should  publish  the  results  obtained  by  means  of  the  [[mass spectrograph]]  in  a  form  more  convenient  to  the  public  than  that
in  which  they  first  appeared.  This  is  one  of  the  reasons  why
the  space  allotted  to  the  inactive  isotopes  may  appear,  in  the
light  of  the  general  title  of  the  book,  somewhat  disproportion-
ately large.  Another  is  that  the  subject  of  radioactive  isotopes
really  requires  a  book  to  itself,  and  I  am  in  the  hope  that  the
inadequacy  of  my  account  may  stimulate  the  production  of
such  a  volume  by  hands  more  competent  than  mine  to  deal
with  this  very  special  and  remarkable  field  of  modern  science.
The  logical  order  of  exposition  of  a  scientific  subject  is  to  start
with  the  simple  and  from  that  build  up  the  more  complex.
Unfortunately  the  sequence  of  events  in  experimental  research
is  the  exact  opposite  of  this  so  that  a  compromise  must  be
effected,  unless  one  is  content  to  sacrifice  historical  treatment
altogether.  The  latter  seems  very  undesirable  in  a  new  subject.
I  have  endeavoured  in  Chapters  I,  II  and  IV,  and  elsewhere
when  possible,  to  adhere  strictly  to  the  historical  order  of
events  even  at  the  cost  of  some  reiteration.
 
I  wish  to  take  this  opportunity  of  expressing  my  indebted-
ness to  Mr. C. G.  Darwin  for  his  timely  criticism  and  unfailing
assistance  throughout  the  work,  and  also  to  Mr. R. H. Fowler
for  help  with  the  proofs.  My  thanks  are  also  due  to  [[wikipedia:Frederick Soddy|Professor Soddy]] for  his  diagram  of  the  radioactive  isotopes,  to  [[wikipedia:Arthur Jeffery Dempster|Mr.  A.  J. Dempster]]  for  kindly  sending  me  the  illustrations  of  his  work,
to  the  proprietors  of  the  Philosophical  Magazine  and  to
the  Council  of  the  Chemical  Society  for  permission  to  use  the
plates  and  figures  of  my  original  papers,  and  to  Messrs.
Macmillan &amp; Co., for the diagram of the radioactive  trans-
formations.


:[[wikipedia:Francis William Aston|F. W. Aston]]
:[[wikipedia:Francis William Aston|F. W. Aston]]
Line 56: Line 13:
:January, 1922.
:January, 1922.


==CONTENTS==
----
 
[[Aston 1922/Contents]]
 
==CHAPTER I - INTRODUCTION==
 
[[Aston 1922 Chapter 1]]
 
==CHAPTER  II - THE  RADIOACTIVE  ISOTOPES==
 
[[Aston 1922/Chapter 2]]
 
==CHAPTER  III - POSITIVE  RAYS==
 
[[Aston 1922/Chapter 3]]
 
==CHAPTER  IV - NEON==
 
[[Aston 1922/Chapter 4]]
 
==CHAPTER  V - THE  MASS-SPECTROGRAPH==
[[Aston 1922/Chapter 5]]
 
==CHAPTER  VI - ANALYSIS  OF  THE  ELEMENTS==
 
[[Aston 1922/Chapter 6]]
 
==CHAPTER  VII - ANALYSIS    OF  THE    ELEMENTS    (Continued)==
 
[[Aston 1922/Chapter 7]]
 
==CHAPTER  VIII - THE  ELECTRICAL  THEORY  OF  MATTER==
[[Aston 1922/Chapter 8]]
 
==CHAPTER  IX -  ISOTOPES  AND  ATOMIC  NUMBERS==
[[Aston 1922/Chapter 9]]
 
==CHAPTER  X - THE  SPECTRA  OF  ISOTOPES==
 
108.  The  Spectra  of  isotopes.  As  has  already  been
stated^  the  first  experimental  work  on  the  spectra  of  isotopes
was  that  of  Russell  and  Rossi  in  1912  who  failed  to  distinguish=
 
any  difference  between  the  spectrum  of  thorium  and  that  of  a
mixture  of  thorium  and  ionium  containing  a  considerable
percentage  of  the  latter.  The  same  negative  result  was
obtained  by  Exner  and  Haschek.^  During  the  fractional
diffusion  of  neon^  no  spectroscopic  difference  was  detected
between  the  heaviest  and  the  lightest  fraction,  though  as  the
separation  was  small  this  negative  evidence  was  not  very
strong.  In  1914  Soddy  and  Hyman  showed  that  the  spectrum
of  lead  derived  from  thorium  was  identical  with  that  of  ordinary=
 
lead.*  Furthermore  in  the  same  year  the  experiments  of
Richards  and  Lembert,^  Honigschmidt  and  HoroAvitz,*^  and
Merton '' proved  the  same  result.  Merton  concluded  from  his
1914  experiments  that  the  difference  in  wave-length  for  the
A  4058  line  must  be  less  than  0-003  A.  Before  going  on  to
consider  the  more  recent  results  it  will  be  as  well  to  discuss  =
the
magnitude  of  the  difference  to  be  expected  from  theory.
 
109.  The  magnitude  of  the  Gravitational  effect.  In
 
the  Bohr  theory  of  spectra  the  planetary  electrons  of  the  atom
rotate  round  the  central  positively  charged  nucleus  in  various
 
1  F.  p.  9.
 
2  Exiier  and  Haschek,  Sitz.  Akad.  Wiss.  Wien,  iia,  121,  175,    =
1912.
 
3  V.  p.  39.
 
*  Soddy  and  Hyman,  Jour.  Chem.  Soc,  105,  1402,    1914.
^  Richards  and  Lembert,  Jour.  Amer.  Chem.  Soc,  36,  1329,    1914.=
 
^  Honigschmidt  and  Horowitz,  Sitz.  Akad.    Wiss.    Wien,  iia,  =
123,
1914.
 
'  Merton,  Proc.  Roy.  Soc,  91A,  198,    1914.
 
121
 
 
122  ISOTOPES
 
stable  orbits.  The  frequencies  of  the  spectral  lines  emitted
by  the  element  are  associated  in  an  absolutely  definite  manner
with  the  rotational  frequencies  of  these  orbits  which  are
calculated  by  what  is  known  as  a  "  quantum "  relation.
Without  going  further  into  the  theory  it  will  be  seen  at  once
that  if  we  alter  the  force  acting  between  the  central  nucleus
and  its  planetary  electrons  these  orbits  will  change  and  with
them  the  frequency  of  the  light  emitted.  It  is  therefore  of
interest  to  examine  the  magnitude  of  the  change,  to  be  expected=
 
from  this  theory,  when  we  alter  the  mass  of  the  nucleus  without=
 
changing  its  charge,  and  so  pass  from  one  isotope  to  another.
 
The  difference  in  the  system  which  will  first  occur  to  one  is
that  although  the  electrical  force  remains  the  same  the  gravi-
tational force  must  be  altered.  The  order  of  magnitude  of
the  change  expected  in  the  total  force  will  clearly  be  given  by=
 
considering  the  ratio  between  the  electrical  and  gravitational
forces  acting,  to  take  the  simplest  case,  between  the  protou
and  the  electron  in  a  neutral  hydrogen  atom.
 
Assuming  the  law  of  force  to  be  the  same  in  both  cases,  this
ratio  is  simply  e^/GMm  ;  where  e  is  the  electronic  charge
4-77  X  10~i",  G  the  universal  gravitational  constant  6-6  x  10"^,=
 
M  the  mass  of  the  proton  1-66  x  lO"^*^  and  m  the  mass  of  the=
 
electron  9-0  x  10~  2^.  Putting  in  these  numerical  values  we
obtain  the  prodigious  ratio  2-3  x  10  ^9.  In  other  words  the
effect  of  doubling  the  mass  of  the  nucleus  without  altering  its=
 
charge  would  give  the  same  percentage  increase  in  the  total
pull  on  the  planetary  electron,  as  would  be  produced  in  the
pull  between  the  earth  and  the  moon  by  a  quantity  of  meteoric
dust  weighing  less  than  one  million  millionth  of  a  gramme
falling  upon  the  surface  of  the  former  body.  The  gravitational
effect  may  therefore  be  dismissed  as  entirely  negligible.
 
110.  Deviation  of  the  Bohr  orbits  due  to  change  in
the  position  of  the  centre  of  gravity  of  the  rotating
system.  Although  we  may  neglect  the  gravitational  effect
there  is  another,  of  quite  a  different  order,  which  arises  in  th=
e
following  manner.  The  mass  of  the  electron  compared  with
that  of  the  nucleus  is  small  but  not  absolutely  negligible,  hence=
 
it  will  not  rotate  about  the  nucleus  as  though  that  were  a
 
 
THE  SPECTRA  OF  ISOTOPES  123
 
fixed  point,  but  both  will  rotate  about  their  common  centre
of  gravity.  The  position  of  this  centre  of  gravity  will  be
shifted  by  any  alteration  in  the  mass  of  the  nucleus.  If  E,  M=
 
and  e,  m  are  the  respective  charge  and  mass  of  the  nucleus  and=
 
the  rotating  electron,  the  equation  of  motion  is
 
rM        ,      Ee
 
M  +  m  r^
 
where  r  is  the  distance  between  the  two  charges  and  w  the
angular  velocity.  Bohr  ^  introduced  this  effect  of  the  mass  of
the  nucleus  in  order  to  account  for  the  results  obtained  by
Fowler.  2    The  Bohr  expression  for  the  frequency  then  becomes
 
where  e,  E  and  m,  M  are  the  charges  and  masses  of  the  electron=
 
and  nucleus  respectively.  If  we  suppose  that  the  atomic
weight  of  lead  from  radium  to  be  one  unit  less  than  that  of
ordinary  lead,  this  theory  predicts  a  difference  in  wave-length,
for  the  principle  line,  of  000005  A  between  the  two,  a  quantity=
 
beyond  the  reach  of  the  most  delicate  methods  of  spectrum
analysis  used  up  to  the  present.
 
111.  Later  experiments  of  Aronberg  and  Merton.
 
In  1917  Aronberg,^  applying  the  extremely  high  dispersion
derived  from  the  spectrum  of  the  sixth  order  of  a  Michelson
10-inch  grating  to  the  line  A  4058  emitted  from  a  specimen  of
radio-lead  of  atomic  weight  206-318,  observed  a  difiference  of
0-0044  A  between  this  and  ordinary  lead,  of  atomic  weight
207-20.  This  remarkable  result  has  been  since  confirmed  by
Merton  of  Oxford*  who  gives  the  difference  of  wave-length
between  radio-lead  from  pitchblende  and  ordinary  lead  as
0-0050^2 0-0007,  Merton  made  use  of  a  totally  different  optical
system,  namely  a  Fabry  and  Perot  etalon,  so  that  the  agreement
is  very  striking.
 
It  is  to  be  noticed  that  the  effect  observed  was  not  a  mere
 
1  Bohr,  Nature,  92,  231,    1913.
 
2  Fowler,  Nature,  92,  95,    1913.
 
3  Aronberg,  Proc.  Nat.  Acad.  Sci.,  Z,  710,    1917,  and  Ast=
rophys,
Jour.,  47,  96,    1918.
 
4  Merton,  Proc.  Boy.  Soc,  96A,  388,      920.
 
 
124
 
 
ISOTOPES
 
 
broadening  of  the  line  but  a  definite  shift,  and  that,  though
of  the  same  sign,  it  is  about  one  hundred  times  greater  than
that  predicted  by  the  Bohr  theory,  Merton  also  found  a  shift
of  0-0022 =C2=B10-0008  A  between  the  wave-length  of  thorite-lead
and  ordinary  lead,  differing  in  atomic  weight  by  about  0-6.
The  heavier  atom  shows  the  higher  frequency  in  all  cases.
This  remarkable  discrepancy  between  the  shift  predicted  by
theory  and  that  actually  observed  has  been  discussed  by
Harkins  and  Aronberg.^
 
At  a  recent  discussion  on  isotopes  at  the  Royal  Society  ^
Merton  commented  upon  the  line  6708  A  emitted  by  the
element  lithium,  which  consists  of  two  components  0-151  A
apart.  If  lithium  is  accepted  as  a  mixture  of  isotopes  6  and  7,=
^
he  calculated  that  each  of  these  components  should  be  accom-
panied by  a  satellite,  some  sixteen  times  as  faint,  displaced  by=
 
0-087  A.  So  far  he  had  not  been  able  to  observe  such  satellites=
.
Previous  experiments  of  Merton  and  Lindemann*  on  the
expected  doubling  in  the  case  of  neon  had  given  no  conclusive
results  on  account  of  the  physical  width  of  the  lines.  It  was
hoped  that  this  difficulty  could  be  overcome  by  the  use  of
liquid  hydrogen  temperatures.
 
StiU  more  recently  Merton^  has  repeated  his  experiments  on
lead,  using  a  very  pure  sample  of  uranium  lead  from  Australian
Carnotite.  His  final  results  are  indicated  in  the  following
table  :
 
 
A
 
(Carnotite  lead)"!
.  ^(ordinary  lead)  J
 
r    Wave  niimber  (ordinary  lead) '
.  Wave-number  (Carnotite  lead).
 
4058
3740
3684
3640
3573
 
0-011  =C2=B10-0008
0-0074=C2=B10-0011
0-0048=C2=B10-0007
0-0070=C2=B10-0003
0-0048=C2=B10-0005
 
0-065=C2=B10-005
0-053=C2=B10-008
0-035=C2=B10-005
0-C52=C2=B10-002
0-037=C2=B10-004
 
1  Harkiiis  and  Aronberg,  Jour.  Am.  Chem.  Soc,  42,  1328,
 
Merton,  Proc.  Roy.  Soc.=C2=BB  99A,  87,    1921.
 
=C2=BB  V.  p.  86.
 
*  Lindemann,  ibid.
 
  Merton,  Roy.  Soc.  Proc,  lOOA,  84,    1921.
 
 
1920.
 
 
THE  SPECTRA  OF  ISOTOPES  125
 
It  will  be  noticed  that  the  shift  for  the  line  A  4058  is  rathe=
r
more  than  twice  that  obtained  before.  Merton  suggests  that
the  most  probable  explanation  of  this  difference  is  evidently
that  the  Carnotite  lead  used  is  a  purer  sample  of  uranium  lead=
 
than  that  obtained  from  the  pitchblende  residues.  It  is  also
apparent  that  the  differences  are  not  the  same  for  different
lines,  an  interesting  and  somewhat  surprising  result.
 
112.  "Isotope"  effect  on  the  Infra-red  spectrum  of
molecules.  The  extreme  smaUness  of  the  isotope  "  shift  "=
 
described  above  in  the  case  of  line  spectra  emitted  by  atoms  is=
 
due  to  the  fact  that  one  of  the  particles  concerned  in  the
vibration  is  the  electron  itself,  whose  mass  is  minute  compared
with  that  of  the  nucleus.  Very  much  larger  effects  should  be
expected  for  any  vibration  in  which  two  atoms  or  nuclei  are
concerned,  instead  of  one  atom  and  an  electron.  Such  a
vibration  would  be  in  the  infra-red  region  of  the  spectrum.
 
This  effect  was  first  observed  by  Imes^  when  mapping  the
fine  structure  of  the  infra-red  absorption  bands  of  the  halogen
acids.  In  the  case  of  the  HCl  "  Harmonic  "  band  at  1-76^,
mapped  with  a  20,000  line  grating,  the  maxima  were  noticed
to  be  attended  by  satellites.  Imes  remarks  :  "  The  apparent
tendency  of  some  of  the  maxima  to  resolve  into  doublets  in  the=
 
case  of  the  HCl  harmonic  may  be  due  to  errors  of  observation,
but  it  seems  significant  that  the  small  secondary  maxima  are
all  on  the  long-wave  side  of  the  principal  maxima  they  accom-
pany. It  is,  of  course,  possible  that  still  higher  dispersion
applied  to  the  problem  may  show  even  the  present  curves  to
be  composite."
 
Loomis^  pointed  out  that  these  satellites  could  be  attributed
to  the  recently  discovered  isotopes  of  chlorine.  In  a  later
paper ^  he  has  shown  that,  if  mi  is  the  mass  of  the  hydrogen
nucleus,  and  ma  the  mass  of  the  charged  halogen  atom,  the
 
difference  should  be  expressed  by  the  quanity  ^  =
~  the
 
square  root  of  which  occurs  in  the  denominator  of  the  expression=
 
 
^  Imes,  Astrophysical  Journal,  50,  251,    1919.
 
2  Loomis,  Nature,  Oct.  7,  179,    1920.
 
^  Loomis,  Astrophysical  Journal,  52,  248,    1920.
 
 
126  ISOTOPES
 
for  frequency.  "  Consequently  the  net  difference  between
the  spectra  of  isotopes  will  be  that  the  wave-lengths  of  lines
in  the  spectrum  of  the  heavier  isotope  will  be  longer  than  the=
 
corresponding  lines  for  the  lighter  isotope  in  the  ratio
1  +  1/1330  :  1  for  chlorine  and  1  -f  1/6478  :  1  for  bromine.=
 
Since  the  average  atomic  weight  of  chlorine  is  35-46  the  amounts=
 
of  CP^  and  CP'  present  in  ordinary  chlorine  must  be  as
1-54  :  0-46  or  as  3-35  :  1  and,  if  the  lines  were  absolutely  =
sharp
and  perfectly  resolved,  the  absorption  spectrum  of  ordinary
HCl  should  consist  of  pairs  of  lines  separated  by  1/1330  of
their  frequency  and  the  one  of  shorter  wave-length  should  have
about  3-35  the  intensity  of  the  other.  The  average  atomic
weight  of  bromine  is  79-92,  hence  the  two  isotopes  are  present
in  nearly  equal  proportions  and  the  absorption  spectrum  of
HBr  should  consist  of  lines  of  nearly  equal  intensity  separated
by  1/6478  of  their  frequency."
 
The  latter  will  be  too  close  to  be  observed  with  the  dispersion=
 
employed.  In  the  case  of  the  HCl  band  at  IIQ  ju  the  difference=
 
of  wave  number  on  this  view  should  be  4-3.  The  mean  differ-
ence of  wave  number  given  by  Loomis'  measurements  of  13
lines  on  Imes'  original  curves  for  this  band  is  4-5  ^  0-4  corre=
-
sponding to  14  A  in  wave-length.
 
The  spectroscopic  confirmation  of  the  isotopes  of  chlorine
has  also  been  discussed  by  Kratzer,!  who  considers  that  the
oscillation-rotation  bands  of  hydrogen  chloride  due  to  Imes^
are  in  complete  accordance  with  the  theory.
 
1  H.  Ivratzer,  Zeit.  Physik.,  3,  60,    1920.
*  Loc.  cit.
 
 
==CHAPTER  XI - THE  SEPARATION  OF  ISOTOPES==
[[Aston 1922/Chapter 11]]
 
==APPENDIX  I==
 
Table  of  atomic  weights  and  isotopes  of  the  elements.
 
  The  elements  are  given  in  order  of  their  atomic=
  numbers.  The
different  periods  are  indicated  by  gaps  after  the  inert  gases.
A  curious  relation,  pointed  out  by  Rydberg,  is  that  the
atomic  numbers  of  all  the  inert  gases  are  given  by  taking  the
series  2  (P  +  2^  +  22  +  3^  +  3^  +  4^  +      =
)  and  stoppmg  the
summation  at  any  term.  This  gives  the  numbers  used  by  Langmuir
(p.  95).
 
The  atomic  weights  given  are  the  International  ones  except  in
the  cases  marked  with  an  asterisk,  where  the  figures  are  taken  f=
rom
some  of  the  recent  determinations  given  below.
 
The  isotopes  where  known  are  given  in  order  of  their  atomic
masses.  The  proportion  of  an  isotope  in  a  complex  element  is
indicated  by  the  index  letters  a,  6,  c  ...  in  descending  order.=
 
In  the  case  of  isotopes  of  the  radioactive  elements  81-92  the  ro=
man
numeral  gives  the  number  of  them  believed  to  exist.  The  nomen-
clature of  some  of  the  rare  earths  69-72  is  not  yet  standardised.=
 
The  names  here  are  those  used  by  Moseley.  Some  of  these  elements=
,
though  detected  by  their  X-ray  spectra,  have  never  been  isolated.=
 
The  elements  corresponding  to  atomic  numbers  43,  61,  75,  85,  87=
 
(all  odd)  have  not  yet  been  discovered.
 
Recent  atomic  weight  determinations.  The  following  is  a
list  of  some  of  the  elements  whose  atomic  weights  have  been  re-=
 
determined quite  recently,  together  with  references  to  the  papers
in  which  they  were  published.  Where  more  than  one  value  is
given  different  methods  were  used  :
 
Fluorine  19-001.    Moles  and  Batuecas,  Jour.  Chim.  Phys.,  18,  35=
3,
 
1920.
Aluminium  26*963.    Richards  and  Krepelka,  Journ.  Am.  Chem.  Soc,=
 
 
42,  2221,    1920.
Silicon  28-111.    Baxter,  Weatherelland  Holmes,  ibid.,  42, 1194,    =
1920.
Scandium  45-10.    Honigschmid,  Zeit.  Electrochem.,  25,  93,    1919.=
 
Tin  118-703.    Baxter  and  Starkweather,  Journ.  Am.  Chem.  Soc,  42,=
 
 
905,    1920.
 
118-699.    Brauner  and  Krepelka,  ibid.,  42,  917,    1920.
 
141
 
 
142
 
 
APPENDIX  I
 
 
Tellurium    127-73,    127-79.    Bruylants    and    Michielsen,    Bull=
.    Acad.
 
Bdg.,  119,    1919.
Samarium  150 "43.    Owens,  Balke  and  Kremers,  Journ.    Am.    Chem=
.
 
Soc,  42,  515,    1920.
Thtdium  169-44,  169-66.    James  and  Stewart,  ibid.,  42,  2022,    =
1920.
Bismuth  209-02.    Honigschmid,  Zeit.  Electrochem.,  26,  403,    1920=
.
 
208-9967.    Classen  and  Wey,  Ber.,  53,  2267,    1920.
Antimony  121-773.    Willard  and  McAlpine,  Jouryi.  Am.  Chem.  Soc,  =
43,
 
797,    1921.
Lanthanum  138-912.    Baxter,  Tani  and  Chapin,  Journ.  Am.  Chem.=
 
 
Soc,  43,  1085,    1921.
Germanium  72-418.    Miller,  Journ.  Am.  Chem.  Soc,  43,  1085,    19=
21.
Zinc  65-38.    Baxter  and  Hodges,  i&amp;id.,  43,  1242,    1921.
Cadmium  112-411.    Baxter  and  Wilson,  ibid.,  43,  1230,    1921.
 
 
-Q
 
"  m
 
o^
 
Element.
 
2
 
a
 
if
 
Masses  of  isotopes.
 
=C2=A3  -2  *^  Hydrogen      .      .
 
H
 
1
 
1-008
 
1
 
1-008
 
f^^'o  Helium    .      .      .
 
He
 
2
 
4-00
 
1
 
4
 
&amp;&gt;  1"
 
00      Lithivim  .
 
Li
 
3
 
6-94
 
2
 
-
 
"      Beryllium
 
Be
 
4
 
91
 
1
 
9
 
r^      Boron
 
B
 
5
 
10-9
 
2
 
10=C2=BB  11"
 
3      Carbon    .
 
C
 
6
 
12-00
 
1
 
12
 
S      Nitrogen  .
 
N
 
7
 
14-008
 
1
 
14
 
^      Oxygen    .      .      .
 
0
 
8
 
16-00
 
1
 
16
 
0      Fluorine  .
 
F
 
9
 
19-00
 
1
 
19
 
''^      Neon  ....
 
Ne
 
10
 
20-20
 
2
 
20"  22*
23
 
oQ      Sodium    .
 
Na
 
11
 
2300
 
1
 
^      Magnesium    .
 
Mg
 
12
 
24-32*
 
3
 
24-=3D  25*  26^
 
Aluminium    .
 
Al
 
13
 
26-96*
 
_o      Silicon
 
Si
 
14
 
28-3
 
2
 
28"  29*  (30)
 
3      Phosphorus  .
 
P
 
15
 
31-04
 
1
 
31
 
^      Sulphur    .      .      .
 
s
 
16
 
3206
 
1
 
32
 
'S      Chlorine  .      .      .
 
CI
 
17
 
35-46
 
2
 
35"  37*  (39)
 
^      Argon      .      .      .
 
A
 
18
 
39-9
 
2
 
36*  40"
39"  41*
 
Potassium
 
K
 
19
 
39-10
 
2
 
Calcium  .
 
Ca
 
20
 
40-07
 
(2)
 
40  (44)
 
Scandium
 
Sc
 
21
 
45-1*
 
Titanium .
 
Ti
 
22
 
48-1
 
Vanadium
 
V
 
23
 
510
 
0
 
2      Chromium      .
 
Cr
 
24
 
52-0
 
H      Manganese    .
 
Mn
 
25
 
54-93
 
'      Iron    ....
 
Fe
 
26
 
55-84
 
n
 
^      Cobalt      .      .      .
 
Co
 
27
 
58-97
 
J      Nickel
 
Ni
 
28
 
58-68
 
2
 
58"  60*
 
P
 
n      Copper    .
 
Cu
 
29
 
63-57
 
J
 
=3D      Zinc    ....
 
Zn
 
30
 
65-37
 
(4)
 
(64=C2=B0  66*  68  7O&lt;0
 
*      Galliimi    .      .      .
 
Ga
 
31
 
70-10
 
Germanivmi  .
 
Ge
 
32
 
72-5
 
Arsenic    .
 
As
 
33
 
74-96
 
1
 
75
 
Seleniima .
 
Se
 
34
 
79-2
 
Bromine  .
 
Br
 
35
 
79-92
 
2
 
79"  81*
 
Krypton  .
 
Kr
 
36
 
82-92
 
6
 
78/  80  82'^    83-^  84=C2=BB
 
86*
 
APPENDIX  I
 
 
143
 
 
"S  .
 
^
 
o  *^
 
O^i
 
o  ^^
 
Element
 
o
 
X!
 
E
&gt;,
 
00
 
Masses  of  Isotopes.
 
Rubidium
 
Rb
 
37
 
85-45
 
2
 
85"  87*
 
Strontium
 
Sr
 
38
 
87-63
 
Yttrium  .
 
Y
 
39
 
89-33
 
Zirconium
 
Zr
 
40
 
90-6
 
Niobium  .
 
Nb
 
41
 
93-1
 
00      Molybdenum
 
Mo
 
42
 
96-0
 
*H                                          _    ~
 
 
 
43
 
 
 
'-'      Ruthenium    .
 
Ru
 
44
 
101-7
 
'o      Rhodium.
 
Rh
 
45
 
102-9
 
=C2=A7      Palladium
 
Pd
 
46
 
106-7
 
An      Silver  ....
 
Ag
 
47
 
107-88
 
X      Cadmium
 
Cd
 
48
 
112-40
 
"O      Indiimi    .
 
In
 
49
 
114-8
 
Tin      ...      .
 
Sn
 
50
 
118-7
 
Antimony
 
Sb
 
51
 
120-2
 
Tellurium
 
Te
 
52
 
127-5
 
Iodine
 
I
 
53
 
126-92
 
1
 
127
 
L      Xenon
 
X
 
54
 
130-2
 
(7)5
 
(128)  129"  (130)  13P  132=C2=BB
134''  136"
 
Caesium  .
 
Cs
 
55
 
132-81
 
1
 
133
 
Barium    .
 
Ba
 
56
 
137-37
 
Lanthanum  .
 
La
 
57
 
139-0
 
Cerium
 
Ce
 
58
 
140-25
 
Praseodymium  .
 
Pr
 
59
 
140-6
 
Neodymiimi .
 
Nd
 
60
 
144-3
 
 
 
 
 
61
 
 
 
Samarium
 
Sm
 
62
 
150-4
 
Europium
 
Eu
 
63
 
152-0
 
Gadolinium  .
 
Gd
 
64
 
157-3
 
Terbium  .
 
Tb
 
65
 
159-2
 
Dysprosium  .
 
Ds
 
66
 
162-5
 
c
 
5      Holmium
 
Ho
 
67
 
163-5
 
J,      Erbium    .
 
Er
 
68
 
167-7
 
=C2=B0      Thulium  .      .      .
 
Tu
 
69
 
168-5
 
1      Ytterbiiun    .      .
 
Yb
 
70
 
173-5
 
'C      Lutecuim
 
Lu
 
71
 
175
 
Pm      (Keltium)      .      .
 
(Kt)
 
72
 
ji      Tantalum
 
Ta
 
73
 
181-5
 
&lt;=C2=BB      Tungsten.
 
W
 
74
 
1840
 
 
 
 
 
75
 
 
 
Osmium  .
 
Os
 
76
 
190-9
 
Iridium    .
 
Ir
 
77
 
193-1
 
Platinimi .
 
Pt
 
78
 
195-2
 
1
 
Gold  ....
 
Au
 
79
 
197-2
 
Mercury  .
 
Hg
 
80
 
200-6
 
(6)
 
(197-200)  202  204
 
Thallium .      .      .
 
Tl
 
81
 
204-0
 
IV
 
Lead  ....
 
Pb
 
82
 
207-2
 
XI
 
Bismuth  .
 
Bi
 
83
 
209-0*
 
V
 
Poloniuna
 
Po
 
84
85
 
z
 
VII
 
L  Emanation
 
Em
 
86
 
222-0
 
III
 
i
 
87
 
.2      Radium  .
=C2=AE      Actinium.
 
Ra
 
88
 
226-0
 
IV
 
Ac
 
89
 
 
 
II
 
^      Thorium  .      .      .
 
Th
 
90
 
23215
 
VI
 
^      Uranium  X  .
 
UX
 
91
 
II
 
t_    Uranium
 
Ur
 
92
 
238-2
 
II
 
==APPENDIX  II==
 
The  Periodic  Table  of  the  Elements.  The  atomic  numbers  ar=
e  given  in
bold  type,  the  atomic  weights  in  italics  and  the  isotopes,  where =
known,  in
ordinary  numerals.  The  roman  ntmierals  indicate  the  chemical  groups and
the  most  important  associated  valencies  are  given  below  them.  Elem=
ents
are  placed  to  the  left  or  to  the  right  of  the  columns  according=
to  their  chemical
properties,  those  in  the  same  vertical  line  as  each  other  have  s=
trong  chemical
similarities.  The  Rare  Earth  group  is  surrounded  by  a  thick  line.=
Elements
59-72  have  no  properties  pronounced  enough  to  give  them  definite  =
places
in  the  table.    The  properties  of  the  missing  elements  can  be  p=
redicted  with
 
PERIODIC  TABLE  OF
 
 
IH
 
1-008
 
 
Valency
 
0
 
I
 
+  1
 
II
 
+  2
 
III
 
+  3
 
IV
 
+  4
 
2  He
 
4-00
4
 
3  Li
 
6-94
6,  7
 
4  Be
 
9-1
 
9
 
5B
10-9
10,  11
 
60
 
12-00
12
 
10  Ne
 
20-2
20,  22
 
11  Na
 
23-00
23
 
12  Mg
 
24-32
 
24,  25,  26
 
13  AI
 
26-96
 
14  Si
28-3
28,29
 
18  A
 
39-9
36,  40
 
19  K
 
39-1
39,  41
 
29  Cu
 
63-57
 
20  Ca
 
40-07
 
30  Zn
 
65-37
 
21  Sc
45-1
 
31  G
 
70-1
 
22  Ti
48-1
 
32  Ge
 
72-5
 
36  Kr
 
82-92
 
78,  80,  82,  83,
84,  86
 
37  Rb
 
85-45
 
85,  87
 
47  Ag
107-88
 
38  Sr
 
87-83
 
48  Cd
112-40
 
39  Y
 
89-33
 
49  In
 
114-8
 
40  Zr
 
90-6
 
50  Sn
 
118-7
 
54  Xe
 
130-2
 
129,  131,  132,
134,  136
 
55  Cs
 
132-81
 
133
 
56  Ba
 
137-37
 
57  La                      58  Ce
139-0                        140-25
 
59  Pr      eONd      61        62  Sm          63  Eu        =
    64  Gd          65  Tb
140-6      144-3                        150-4            152-0          =
      157-3          159-2
 
66  Ds      67  Ho    68  Ev        69  Tu          70  Yb              7=
1  Lu          72  (Kt)
162-5      163-5      1677            168-5          173-5              =
175
 
79  Au
 
197-2
 
80  Hg
 
200-6
197-204
 
81  Tl
 
204-0
 
82  Pb
 
207-2
 
86  Em
 
222-0
 
87-
 
88  Ra
 
226-0
 
89  Ac
 
90  Th
 
232-15
 
144
 
considerable  certainty  from  the  positions  of  their  atomic  numbers. From
the  point  of  view  of  the  construction  of  the  atom  the  inert  gas=
es  should  mark
the  end  of  the  periods  as  they  are  shown  to  do  ua  the  hst  of =
atomic  weights
in  Appendix  I,  on  the  other  hand  it  is  more  usual  in  chemistry =
to  start  with
valency  0.  From  principles  of  general  convenience  of  arrangement  t=
he
latter  plan  is  adopted  in  this  table,  which  is  intended  to  give =
the  maximum
amount  of  chemical  information.  Hydrogen,  which  belongs  equally  wel=
l
to  group  I  or  group  VII,  is  best  omitted  from  the. table  altoget=
her.
 
THE  ELEMENTS
 
 
V
 
VI
 
VII
 
VIII
 
3
 
2
 
-
 
-1
 
7N
 
80
 
9F
 
14-01
 
16-00
 
1900
 
14
 
16
 
19
 
15  P
 
16  S
 
17  CI
 
31-04
 
32-06
 
35-46
 
31
 
32
 
35,  37
 
23  V
 
24  Cr
 
25  Mn
 
26  Fe
 
27  Co
 
28  Ni
 
Sl-O
 
33  As
 
74-96
75
 
52-0
 
34  Se
 
79-2
 
54-93
 
35  Br
 
79-92
79,  81
 
55-85
 
58-97
 
58-68
58.60
 
41  Nb
 
42  Mo
 
43
 
44  Ru
 
45  Rh
 
46  Pd
 
93-5
 
51  Sb
120-2
 
96-0
 
52  Te
127-5
 
531
 
126-92
127
 
101-7
 
102-9
 
106-7
 
73  Ta
 
74  W
 
7&amp;-
 
76  0a
 
77  Ir
 
78  Pt
 
181-5
 
83  Bi
 
209-0
 
184-0
 
84  Po
 
85
 
190-9
 
1931
 
195-2
 
91  UX
 
ii
 
92  U
 
238-2
 
145
 
Recent  results  obtained  by  Dempster.  Thanks  to  a  private=
 
communication  the  writer  is  able  to  include  some  further  results=
 
obtained  by  Dempster  and  a  diagram  of  his  apparatus  for  obtaining=
 
 
 
Fig.  19.  Diagram  of  Anode  in  Dempster's  latest  apparatus.=
 
 
positive  rays  from  metals.  A  full  account  is  to  appear  in  the
Physical  Review.  Fig.  19  shows  the  new  arrangement  of
vaporising  furnace  A  and  ionising  filament  C.  The  analysing
apparatus  has  already  been  described  on  p,  31  and  the  results  wi=
th
 
 
.4F
 
 
5-9
 
 
f
 
'
 
1
 
k
 
Lithium.
 
\
 
1
 
\
 
1
 
\
 
)
 
J
 
[
 
&lt;=3D/
 
v..
 
^^
 
/
 
K
 
9
 
30
 
 
ZO
 
 
10
 
 
60
 
 
6-1
 
 
6-9
 
Atomic  Weight.
 
 
7-0
 
 
7-1
 
 
Fig.  20.  Curve  for  Lithium.
146
 
==APPENDIX  III==
 
 
147
 
 
magnesium  on  p.  81.  Fig.  20  shows  one  of  the  curves  obtained
with  lithium.  It  will  be  seen  that  the  relative  intensities  of  t=
he
isotopes  is  entirely  different  from  that  found  by  the  writer  (p. =
86)
and  also  disagrees  very  definitely  with  the  chemical  atomic  weight=
.
Dempster  describes  these  relative  intensities  as  varying  very
considerably.  This  is  a  most  remarkable  phenomenon  and  further
information  upon  it  is  very  desirable.  There  seems  just  a  possibi=
lity
that  the  6  line  is  enhanced  by  doubly  charged  carbon  but  it  is =
not
easy  to  see  where  such  particles  could  be  produced.
 
l/oltS  943    928    913-5    899-5    886      873    860    847-5=
 
 
 
J
 
\
 
Zinc.
 
1
 
t
 
\
 
1
 
\
 
1
 
\
 
f
 
\
 
r
 
\
 
\
 
1
 
1
 
\
 
\i
 
1
 
1
 
\
 
/
 
\
 
I
 
/
 
1
 
=C2=AE
 
l/
 
\
 
1
 
i^
 
\
 
^^
 
62      63      64      65      66      67
Atomic  Weight.
 
Fig.  21.  Curve  for  Zinc.
 
 
68      69
 
 
70
 
 
Fig.  21  gives  a  remarkable  curve  obtained  from  zinc.  This
indicates  three  strong  isotopes  and  a  faint  fourth.  The  absolute=
 
scale  of  atomic  weight  is  not  known  with  certainty,  and  the  valu=
es
63,  65,  67,  69  are  given  by  Dempster  as  those  in  best  agreement=
 
with  the  atomic  weight  65-37.    Considering  that  the  error  in  th=
e
 
 
148  APPENDIX  III
 
mean  atomic  weight  of  lithium,  when  calculated  on  these  lines,
is  about  5  per  cent,  it  would  appear  possible  that  these  might  =
be  a
unit  too  high  or  too  low.  The  probability  of  this  is  strengthene=
d
very  much  by  the  rule  given  on  p.  110  connecting  even  atomic
number  with  even  atomic  weight.
 
Results  with  calcium  show  only  one  line.  This  makes  it  extremely=
 
probable  that  this  is  a  simple  element  of  atomic  weight  40  and=
 
therefore  an  isobare  of  argon. ^
 
Note.  In  a  still  later  communication  Dempster  states  that =
he
has  been  successful  in  using  an  anode  of  calcium  to  which  a  sma=
U
quantity  of  zinc  had  been  added.  By  this  means  he  is  able  to
compare  the  masses  of  the  zinc  isotopes  with  the  strong  calcium=
 
maximum,  assumed  as  40.  This  gives  the  atomic  weights  as  64,
66,  68  and  70.  The  intensities  are  quite  different  to  those  in  =
the
curve  given  above  for  zinc.  64  is  now  the  strongest,  66  and  68=
 
fainter,  while  70  is  very  faint  indeed.  No  explanation  is  yet
advanced  for  these  remarkable  irregularities  in  relative  intensity.=
 
 
He  has  also  observed  a  small  maximum  at  44  invariably  accom-
panying the  strong  calcium  maximum  40.  This  he  considers  to  be
probably  due  to  an  isotope  of  that  element  present  in  smaU  quant=
ity
as  suggested  by  the  atomic  weight  40  07.
 
The  above  values  are  included  provisionally  in  the  tables  on
pages  89  and  142.
 
"  V.  p.  88.
 
 
==INDEX==
 
 
Abnormal  hydrides,  98
 
Abundance  of  the  elements,  111
 
Accuracy  of  mass-spectrograph,  60
 
Actinivim  chain,  14,  15
 
Additive  law  of  mass,  99
 
Alkali  metals,  mass-spectra  of,  83
 
Alpha  ray  changes,  13
 
Analysis  of  the  elements,  63
 
Andrade    and    Rutherford,    11
 
Anode,  composite,  80,  86
      hot,  80,  83,  84
 
Anticathode,  silica,  48
 
Antimony,  78
 
Argon,  66
 
Aronbeeg,  123
 
,,  and  Harkins,  124
 
Atmolysis,  separation  by,  127
 
Atomic  number,  13,  93
      theory,  2
,,      volume  of  isotopes,  18
      weights,  tables  of,  89,  141
      weights  of  radio -elements,  13,
141
 
Atoms,  structure  of,  90
 
Balke,  Owens  and  Kremers,  142
Barkla,  93
 
Batuecas  and  Moles,  141
Baxter  and  Hodges,  142
and  Parsons,  113
and  Starkweather,  141
and  Wilson,  142
Tani  and  Chapin,  142
Weatherell  and  Holmes,
73,  142
Beryllium,  88
Beta  ray  change,  13
Bohr,  94,  95,  121,  122,  123
 
,,  atom,  95
BOLTWOOD,  1,  7
Boron,  72
 
      anomalous  atomic  weight  of,
 
114
      trifluoride,  73
Bracketing,  method  of,  59,  69
Brauner  and  Krepelka,  141
Broek,  Van  den,  93,  94,  116
Bromine,  76
 
 
Bronsted  and  Hevesy,  135, 136, 139
 
Brosslera,  102,  104
 
Bruylants  and  Michielson,  142
 
Caesium,  87
 
,,        anomalous    atomic    weight
of,  114
Calcium,  88,  148
Calibration  curve,  55
Camera  of  mass-spectrograph,  51
 
      positive  ray,  26
Canalstrahlen,  22
Carbon,  63
 
Carnotite,  lead  from,  124
Cathode  rays,  22,  24
Chadwick,  94
 
  and  Rutherford,  103
 
Chapin,  Baxter  and  Tani,  142
Chapman,  130
 
        and  DooTSON,  130
Chemical  action,  separation  by,  133
        law  of  radioactive  change,
11
Chlorine,  65,  113
 
        separation  of  the  isotopes
of,  136
Classen,  31
 
and  Wey,  142
Claude,  35
Cleveite,  lead  from,  17
Coincidence,  method  of,  57
Composite  anode,  80,  86
Constancy  of  chemical  atomic  weights,
 
22
Cosmical  effect  of  change  of  mass,  103
Crookes,  3,  4,  24,  115,  117
,,        dark  space,  24,  35
        theory  of  the  evolution  of
elements,  117
Curie,  Mlle.  I.,  113
    M.,  18
 
Dalton's  hypothesis,  2
Darwin,  15
 
Davies  and  Horton,    68
Deflection  of  positive  rays,  27
Dempster,  31,  80,  81,  86,  114,  146
 
 
149
 
 
150
 
 
INDEX
 
 
Dempster's  method  of  analysis,  31,146
Density  balance,  35
 
,,        of  isotopic  leads,  17,  18
Diffusion  of  neon,  39
 
separation  by,  127
velocity,  determination  of,
20
Disintegration  theory  of  the  evolu-
tion of  elements,  116
Distillation  of  neon,  37
Distribution    of    lines    on    mass-
 
spectrum,  64
DooTSON  and  Chapman,  130
Du  Bois  magnet,  61
 
Eddington,  104
 
Einstein's  theory  of  relativity,  103
Electrical  theory  of  matter,  90
Electric  discharge  in  gases,  23
 
,,        field    of    mass-spectrograph,
50
Electricity  as  an  element,  115
Electrochemical  properties  of  isotopes,
 
10
Electron,  the,  91
 
Element,  meaning  of  the  word,  115
Enskog,  130
Epstein,  95
ExNER  and  Haschek,  121
 
Fa  JANS,  11
 
First  order  lines,  61
 
Fleck, 12
 
Fluorine,  72,  97
 
Focussing  positive  rays,  44
 
FOWLEB,  123
 
      and  Aston,  45
Fractional  distillation,  separation  by,
 
133
Fbanck  and  Knipping,  68
 
Gehrcke,  102
 
,,        and  Reichenheim,  80,  83,
88
Geigek  and  Nuttall,  10,  13
Goldstein,  22
Gravitation  effect  on  spectra,  121
 
        separation  by,  131
Groh  and  Hevesy,  20,  135
 
Hahn,  8
 
        and  Meitner,  8
Halation  effect,  60
Half-tone  plates,  25
Hall  and  Harkins,  116
Harkins,  102,  111,  116,  129
 
        and  Aronberg,  124
 
        and  Hall,  116
 
,,        and  Wilson,  116
Haschek  and  Exner,  121
Helium,  67,  69,  106
 
 
Hevesy,  10,  12,  19
 
      and  Bronsted,  136,  136,
 
139
      and  Groh,  20,  135
      and  Paneth,  11
      and  Zechmeisteb,  20
Hodges  and  Baxter,  142
Holmes,  Baxteb  and  Weathebell,
 
73,  141
Honigschmid,  17,  18,  141,  142
 
  and    Horovitz,    18,
 
121
Horovitz  and  Honigschmid,  18,  121
HoBTON  and  Davies,  68
Hot  anode,  80,  83,  84
Hydrochloric  acid,  diffusion  of,  129
Hydrogen,  67,  69,  106
Hyman  and  Soddy,  17,  121
 
Ibbs,  130
 
Imes,  125,  126
 
Indicators,  radioactive,    19
 
Infra-red  spectrum  of  isotopes,  125
 
Intensity  of  positive  rays,  44
 
Iodine,  78
 
Ionic  dissociation  theory,  proof  of,  20
 
lonisation  in  discharge  tube,  24
 
Ionium,  1,  7,  9,  18
 
,,        atomic  weight  of,  18
Isobares,  12,  13,  97,  110
Isotopes,  definition  of,  12
 
diagrams  of,  97
 
discovery  of,  5
 
melting  point  of,  18
 
refractive  index  of,  18
 
separation  of,  127
 
solubility  of,  18
 
table  of,  89,  141
 
James  and  Stewabt,  142
JoLY  and  Poole,  133
 
Keetman,  7
 
Kernel  of  atom,  98
 
Kibchoff,  116
 
Knipping  and  Franck,  68
 
kohlweiler,  116
 
Kratzer,  126
 
Kremers,  Owens  and  Balke,  142
 
Krepelka  and  Bbaun,  141
 
,,  and  RiCHABDS,  141
 
Krypton,  70
 
,,        anomalous  atomic  weight
of,  114
 
Landaueb  and  Wendt,  70
Langmuib,  95,  96,  99
Lead,  atomic  weight  of,  16
 
,,      from  carnotite,  124
 
,,      from  thorite,  17
 
      isotopes  of,  14,  15
 
 
INDEX
 
 
15)
 
 
Lembert  and  Richards,  17,  121
Lewis-Langmuir  atom,  95
LmDEMANN,  102,  124,  134,  139
 
,,  and  Aston,  131
 
Lines  of  first  and  second  order,  61,  76
 
      of  reference,  55,  64
Lithium,  86,  97,  146
LooMis,  125,  126
 
LUDLAM,  129
 
McAxpiNE  and  Willard,  142
 
Magnesimn,  80
 
Magnetic  field  of  mass-spectrograph,
 
51
Marckwald,  7,  8
Mass,  change  of,  100
 
      deduced  from  parabolas,  28
 
    deduced  from  mass -spectrum,
55
Mass-spectrograph,  43
Mass-spectrum,  47,  54
Measurement    of    lines    on    mass-
 
spectrum,  59
Meitner,  21
 
,,        and  Hahn,  8
Melting  point  of  isotopes,  18
Mercury,  72,  80
 
  parabolas  of,  30
 
        separation  of  the  isotopes
of,  134
Merton,  121,  123,  124,  125
Mesothorium,  8,  10
Meta-elements,  4
 
Metallic  elements,  mass-spectra  of,  80
Meteoric  nickel,  113
MiCHiELSON  and  Bruylants,  142
Microbalance  for  density,  35
MiLLIKAN,  22,  91
 
Molecular  lines  of  second  order,  75
Moles  and  Batuecas,  141
MOSELEY,  11,  93,  115
Mtjller,  142
Multiply  charged  rays,  30
 
Natural  numbers  and  atomic  weights,
 
111
Negatively  charged  rays,  29,  62
Negative  mass-spectra,  62,  66
Neon,  1,  33,  64,  97
Neuberger,  21
Nickel,  79
 
      meteoric,  113
Nitrogen,  67,  110
Nomenclature  of  isotopes,  61
Nucleus  atom,  10,  92,  97,  125
 
        structure  of,  101
Ntjttall  and  Geiger,  10,  13
 
Order,  lines  of  first  and  second,  61
Owens,  Balke  and  Kremers,  142
Oxygen,  63
 
 
Packing  effect,  100
Paneth  and  Hevesy,  11
Parabola  method  of  analysis,  25
Parsons  and  Baxter,  113
Perforated  electrodes,  22,  24
Periodic  law,  11,  12,  34
 
        table  of  the  elements,  144,
145
Period  of  radio-elements,  13
Perrin,  104
Phosphonas,  77
 
Photochemical  separation,  137
Photographic  plates  for  positive  rays,
 
25
Planck's  quantum,  95
Planetary  electrons,  92
Poole,  133
 
      and  JoLY,  133
Positive  ray  paraljolas,  28
 
        rays,  22
 
      separation    by,    136
 
Potassium,  87
Pressure  diffusion,  131
Proton,  the,  92
Protyle,  90,  118
Prout's  hypothesis,  2,  90,  100
 
 
Radioactive  isotopes,  7,  14
 
        classification  of,
 
21
  transformations,  13,  14,
 
15
Radium  B  and  lead,  11
        D  and  lead,  11
Ramsay,  115
 
        and  Collie,  39
        and  Travers,  33
Ratner,  24
Rayleigh,  127
Reference  lines,  55,  64
Refractive  index  of  isotopes,  18
Reichenheim  and  Gehrcke,  80,  83,
 
88
Renz,  139
 
Resolving    power    of    mass-spectro-
graph, 60
Richards  17
 
        and  Krepelka,  141
        and  Lembert,  17,  121
        and  Wads  WORTH,  17
Richardson,  85
Rossi  and  Russell,  9,  120
Rubidium,  87
Russell,  U
 
        and  Rossi,  9,  120
Rutherford,  Sir  E.,  7,  9,  13,  92,  93,
102
  and  Chadwick,  103
 
  and  Andrade,  11
 
Rydberg,  141
 
 
162
 
 
INDEX
 
 
SCHUTZENBERGER,  3
 
Screens,  willemite,  25
 
Secondary  rays,  29
 
Second  order,  lines  of  the,  61
 
Selenium,  77
 
Separation  of  isotopes,  127
 
Silicon,  72
 
      fluoride,  74
Skaupy,  139
 
Slit  system  of  mass-spectrograph,  49
Smith  and  Van  Haagen,  72
SoDDY,  6,  8,  10,  11,  12,  13,  14,  16,  17,
35
 
      and  Hyman,  17,  121
Sodium,  86
Solubility  of  isotopes,  18
 
SOMMERFEIiD,  95
 
Spectra  of  isotopes,  9,  121,
 
Spectrum  lines,  form  of,  53
 
Spencer,  91
 
Starkweather  and  Baxter,  141
 
Stas,  91
 
Statistical  relation  of  isotopes,  109
 
Stewart,  11,  12
 
        and  James,  142
Sulphur,  76
 
Tani,  Baxter  and  Chapin,  142
Tellurium,  77
Thermal  diffusion,  129
Third  order  line  of  argon,  67
 
      lines  of,  61
 
Thomson,  G.  P.,  86,  88
 
Sir  J.  J.,  1,  22,  29,  33,  62,
70,  72,  75,  84,  91,  129
Thorite,  17,  18
Thorium,  7,  9,  14,  15,  18,  120
 
 
Thorium,  chain,  17,  18,  116
 
,,  atomic  weight  of,    18
 
Tin,  78
Travers,  39
 
        and  Ramsay,  33
Triatomic  hydrogen,  70
 
Unitary  theory  of  matter,  90
Uranium,  10,  120
,,        chain,  15
 
Valency  electrons,  98
 
Van  Haagen  and  Smith,  72
 
Wadsworth  and  Richards,  17
Watson,  33
 
        and  Aston,  24,  35
Weatherell,  Baxter  and  Holmes,
 
73,  141
Welsbach,  8
 
Wendt  and  Landaueb,  70
Wey  and  Classen,  142
Whole  number  rule,  90
WiEN,  22
 
WiLLARD  and  McAlpine,  142
Willemite  screens,  25
Wilson  and  Baxter,  142
        and  Harkins,  116
 
Xenon,  70
:anomalous  atomic  weight  of, 114
X-ray  spectra  of  isotopes,  1 1
 
Zechmeister  and  Hevesy,  20
Zinc,  147


==Sub Pages==
{{Special:PrefixIndex/{{FULLPAGENAME}}/}}


[[category:reference]]
[[category:reference]]

Latest revision as of 18:38, 1 August 2025

Isotopes

Francis William Aston (1922), Isotopes, ISBN 978-1016732383, Internet Archive.

PREFACE

I have undertaken the preparation of this book on isotopes in response to many requests made to me by teachers of physics and chemistry and others working in these subjects that I should publish the results obtained by means of the mass spectrograph in a form more convenient to the public than that in which they first appeared. This is one of the reasons why the space allotted to the inactive isotopes may appear, in the light of the general title of the book, somewhat disproportion- ately large. Another is that the subject of radioactive isotopes really requires a book to itself, and I am in the hope that the inadequacy of my account may stimulate the production of such a volume by hands more competent than mine to deal with this very special and remarkable field of modern science. The logical order of exposition of a scientific subject is to start with the simple and from that build up the more complex. Unfortunately the sequence of events in experimental research is the exact opposite of this so that a compromise must be effected, unless one is content to sacrifice historical treatment altogether. The latter seems very undesirable in a new subject. I have endeavoured in Chapters I, II and IV, and elsewhere when possible, to adhere strictly to the historical order of events even at the cost of some reiteration.

I wish to take this opportunity of expressing my indebted- ness to Mr. C. G. Darwin for his timely criticism and unfailing assistance throughout the work, and also to Mr. R. H. Fowler for help with the proofs. My thanks are also due to Professor Soddy for his diagram of the radioactive isotopes, to Mr. A. J. Dempster for kindly sending me the illustrations of his work, to the proprietors of the Philosophical Magazine and to the Council of the Chemical Society for permission to use the plates and figures of my original papers, and to Messrs. Macmillan & Co., for the diagram of the radioactive transformations.

F. W. Aston
Cambridge,
January, 1922.

Sub Pages

Retrieved from "https://msterms.org/wiki/index.php?title=Aston_1922&oldid=21777"