在质谱仪发明前相对原子质量是怎么测出来的？

幸福侠侣

质谱仪20世纪才发明出来，原子质量却从19世纪初就开始测了，19世纪的化学家是怎么测的？
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卡卡

其实首先纠正一个错误，运用质谱仪能够测出来的并不是相对原子质量，而其实是绝对原子质量。质谱仪测得的质荷比乘以离子所带电荷即可得到离子的质量。而因为我们日常用到的更多是相对原子质量，而两者呈现严格的比例关系，所以也就顺理换算为了相对原子质量。
回到主题，19世纪的化学家之所以测定的是相对原子质量，其实也就因为依照当时的技术没办法测出绝对原子质量，没有什么天平什么秤来称一个原子有多重，所以没办法只有投机取巧用其他的方法来标记原子的质量，所以才有了相对的概念。
这里要提到的一个科学家就是道尔顿。道尔顿首先提出了原子论，认为化学元素都是一个一个原子构成的，同种元素的原子的质量与性质都应该是相同的，每一种元素的原子都应该有一个确定的质量。但是原子质量以当时的技术还不能直接的被测量出来，于是道尔顿选择了一个方法，那就是他选择了一种元素作为参照标准，其他的元素都以这个元素质量的多少多少倍来标记，这个元素就是氢。人为规定氢的相对原子质量为1，并利用与之相关的化学反应，例如氢和氧反应生成水，测定水的分子质量和已知的元素比例来推导出氧的元素质量是8倍于氢的，所以认为氧的相对原子质量是8。
这种体系在早期也确实是成功的，因为误差范围内简单元素的质量间确实呈现出简单倍数关系。随着研究的不断深入，原子内质子和中子被发现，也发现了原子质量与质子中子数量的关系，阐释了为什么氢能和其他元素呈现大致简单倍数的关系。随着元素质量分析精度的不断提高，元素的同位素现象才得以被发现。而在相对原子质量的概念方面，从最初以氢作为原子质量1的基准，逐渐发展到了现在定义的以静止基态下的碳-12原子质量的12分之一为相对原子质量的1，整个元素体系也变得更加标准、精确与稳定。（另外提一下这个相对原子质量的单位就是1道尔顿，1Da或者1u）
这种相对原子质量的体系在日常计算原子分子的质量时是如此的方便，以至于大家已经不需要去使用绝对原子质量了。当然研究是不会停下来的，随着质量测定技术的发展，运用质谱仪也能够将一个原子的绝对质量进行测量，例如现在我们就能够精确测得相对分子质量1，也就是1u=1.660×10^-27 kg。
再PS一个：质量分析方法，也就是现在我们用到的质谱仪的分析过程早在1889年就已经开发出来了。质量分析本身并不是一个新技术，他的思想其实很简单，那就是利用离子在电磁场中受的作用力不同而达到相互分离的目的。最早期的质谱利用的磁场偏向和硬电离方法，分析精度小，使用局限性很大，只能用来做一些元素和简单分子分析。而到了20世纪各种真空技术、软电离方法和TOF、离子阱的发展才让质谱仪的运用得到了空前的拓展。所以题主会有一种质谱是20世纪产物的错觉。