在上一課結束時，我們已經完成了發現電子的過程，最後我們得到了一個關于電子的非常重要的參數，即負載比。
但我們目前還不知道電子的具體電荷和品質是多少。是以，下一個最重要的工作是找到電子的電荷或品質，隻要你知道一個可以計算出另一個。
但這不是關鍵問題，關鍵問題是，隻要我們知道其中一個量，我們就能計算出每個原子的品質和體積，神奇，這就是科學的魅力，原子很小，我們不能取标題，拿尺子來測量它，我們隻能通過間接手段來計算它。
這種方法實際上非常簡單，因為在湯姆森測量電子之前，我們有兩個重要的原子性質比例;
例如，道爾頓在19世紀初的相對原子品質，即以一個原子的品質為參考值，然後計算其他原子與其品質的比值，計算出多少，相對原子品質是多少。
知道這個比率意味着我們隻需要知道其中一個原子的品質，其他原子的品質就可以計算出來。
另一個是法拉第在做電解實驗時測量了原子品質與電子電荷的比值，這意味着隻要我們能測量電子的電荷，我們就可以計算出一個原子的品質，可以計算出整個元素周期表中原子的品質。
關于原子的體積，這更好，因為密度是我們所知道的關于物質品質和體積之間關系的最早的東西之一，現在我們知道了原子的品質，它的體積出來了。
整個過程就這麼簡單，合乎邏輯，但說起來容易，不如說去天堂。是以接下來我想用幾個視訊從頭到尾講清楚，隻要你了解了邏輯關系，你就會發現科學其實很有意思，也不得不佩服科學家的聰明才智。
好吧，今天我們将從第一個問題開始，相對于原子品質。
直到上個世紀，原子的真正存在一直是一個非常有争議的話題，許多人不相信原子存在，比如馬赫和奧斯瓦爾德，他們堅持認為原子不能直接看到，是以假設它們存在是不科學的。
其他人認為原子存在，例如麥克斯韋，玻爾茲曼，當然還有現代原子理論的祖先道爾頓。
他們假設原子的存在是因為它們可以解釋許多現象，例如氣體的溫度和壓力，麥克斯韋和玻爾茲曼解釋的分子的熱運動，以及道爾頓首先發現的元素化合物之間的乘數關系，或者假設原子的存在。
道爾頓的研究，在他的實驗室筆記中看到，是第一個記錄在原子相對品質中的研究，大約在1802-1804年。
道爾頓在實驗中發現了這樣的現象，一個元素和另一個元素，它們總是有一定的品質比，比如他發現，當氫氣在氧氣中燃燒時，同時消耗一克氫氣，總是消耗5.5克氧氣，這是道爾頓的資料，可以看出這個測量結果根本不準确， 今天我們知道這個比例是1：8。
除了氫氣和氧的比例，其他元素在整合中是一樣的，道爾頓覺得很奇怪，為什麼這些比例是固定的，為什麼不能多生産一點氧氣，或者少一點水？
道爾頓最重要的貢獻是用原子理論解釋了實驗的結果，他說，如果水是由粒子組成的，水粒子中有一個氫原子和一個氧原子，它将解釋化合物元素的固定比例。
是以，他推斷氧原子的品質是氫原子的5.5倍，道爾頓根據氫原子的品質測量了一些原子的相對品質，例如相對原子品質為4.2的氮，4.3的碳和14.4的硫。
原因有二，一是他的測量誤差太大，二是他不知道化合物的分子式，比如他說水是HO，其實是H.O.，然後按照正确的化學式，計算出的氧相對原子品質是11，而今天的近似值16就不遠了。
上圖顯示了某些元素的相對原子品質，可以看出，今天的數值與道爾頓當年測得的值有很大不同，應該注意的是，今天的相對原子品質不是以氫的原子品質為基準，而是以碳12原子品質1/12為基準。其實，碳12原子品質的1/12和氫原子品質非常接近，但還是有0.8%的差異。
那麼接下來的問題是，人們如何知道化合物的分子式？這是準确測量相對原子品質的關鍵。
道爾頓提出相對原子品質後不久，即1808年，法國人加盧薩克寫了一篇論文，說當兩種氣體被元素化時，除了一定的品質比外，還要按照一定的體積比，比如兩卷氫，再加一體積的氧氣，就可以合成成兩體積的水蒸氣。這被稱為體積構成定律。
到1811年，阿伏加德羅通過假設在相同的溫度和壓力下，兩種等體積的氣體具有相同數量的氣體顆粒來解釋這一定律，即一升氫氣和相同數量的一升氧氣分子。
基于這一假說，阿伏伽德羅推斷出水的化學式是H2O，因為兩升氫氣消耗一升氧氣，這意味着水分子中氫原子的數量是氧原子數的兩倍。
另一升氮氣消耗三升氫氣産生氨，這意味着氨分子中的氫原子數是氮氣的三倍。是以氨的化學式是NH。
利用阿伏伽德羅的假說，我們可以确定化合物的正确分子式，如果我們能準确地測量出與所得化合物反應中涉及的元素的品質比，那麼我們就可以确定大多數原子的相對原子品質。
相對原子品質是已知的，相對分子品質是已知的，即相對原子品質之和，例如，水的分子量是2加16。
這裡我們說一個非常重要的機關叫做摩爾品質，它被定義為1摩爾等于克的分子量，例如，1摩爾氫是2克，1摩爾水是18克，也就是說，分子量是多少克，這樣的規定意味着一個摩爾的任何物質具有相同的分子或原子序數， 這個數字被稱為阿伏伽德羅常數。我們稍後在讨論電解時會讨論這一點。讓我們轉向最後一個問題，為什麼相對原子品質不是整數？讓我們先看一個表。
從表中可以看出，即使以碳12原子品質為1/12為基準，計算出原子相對品質表。甚至碳的相對原子品質也不是整數，而是12.011。
事實上，這個問題一開始也困擾着科學家，因為一些原子的相對品質更接近整數，給人的印象是原子是由一些整數乘以基本粒子組成的。你看，氫的相對原子品質是1.0079，非常接近1，而且有很多原子的相對品質是這樣的。
我們現在知道這個猜測是正确的，原子确實由基本粒子的整數倍組成，我們知道質子和中子。
但是一些原子的相對原子品質并不接近整數，偏差也比較大，比如氯元素35.45，這與上面的猜測相沖突，是以人們認為我們計算的相對原子品質可能不是這個元素中所有原子的相對原子品質，而是平均值。
其實這個猜測也是正确的，現在我們知道幾乎所有的元素都有幾種不同形式的原子，它們被稱為同位素，之是以取這個名字，是因為它們的化學性質是一樣的，差別是相對于原子品質是不同的，是以化學家Sodhi在1910年認為，同樣的化學性質應該放在化學周期表的同一網格中， 所謂的同位素。
同位素的發現主要是因為它們首先被發現，因為放射性可以産生元素的許多變體，例如混合在鈾礦石中的鉛，鈾礦石也被發現具有放射性，但除了原子品質外，在化學上與普通鉛沒有差別。
然後在放射性元素中發現了大量的同位素，據推測，同位素可能是放射性元素的特例，不會出現在普通元素中。
顯然，這次是錯的！1913年，當湯姆森做陽極射線時，他發現不僅放射性元素有同位素，普通輕元素也有同位素，因為它發現了兩種氙離子的比例，一種是氫氣的20倍，一個是氫氣的22倍，這意味着一個是相對于氫的原子品質的20倍，一個是22。
品質負載
這意味着在空氣中，有兩種氙元素，一種原子量是22，一種原子量是20，現在我們知道它們的比例分别是10%和90%。平均原子量為20.2。
那麼氯元素是一樣的，它的相對原子品質偏離了整數，主要是因為同位素，氯有兩種同位素，一種是35，一種是37，比例分别是77.5%和22.5%，計算出這個平均相對原子品質約為35.45。
是以相對原子品質不等于整數，除了同位素的原因，還有一部分原因，核的核能，其實原子的品質并不嚴格等于質子和中子的品質，以及它們之間的結合能， 每個原子核的結合結構不同，包含的能量也不同，是以品質也存在差異，下面我們再講這個原子核，就詳細說了。
好吧，這就是今天的相對原子品質的全部内容，在下一課中，我們将讨論法拉第如何在電解實驗中獲得原子品質與電荷的比率。