Aston 1922: Difference between revisions

From Mass Spec Terms
← Older editNewer edit →
No edit summary
Line 99: Line 99:
[[Aston 1922/Chapter 11]]
[[Aston 1922/Chapter 11]]


==APPENDIX  I==
==APPENDICES==
[[Aston 1922/Appendices]]
[[Aston 1922/Appendices]]
==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&-
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
[
<=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


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

Revision as of 18:28, 3 July 2025

ISOTOPES[1]

F. W. ASTON, M.A., D.Sc, A.I.C., F.R.S.

Fellow of Trinity College, Cambridge

LONDON

EDWARD. ARNOLD & CO.

1922

[All rights reserved]

Printed in Great Britain

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 trans- formations.

F. W. Aston
Cambridge,
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

Aston 1922/Chapter 10

CHAPTER XI - THE SEPARATION OF ISOTOPES

Aston 1922/Chapter 11

APPENDICES

Aston 1922/Appendices

Retrieved from "https://msterms.org/wiki/index.php?title=Aston_1922&oldid=21493"