Comisión sobre Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos

La Comisión de Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos ( CIAAW ) es un comité científico internacional de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) bajo su División de Química Inorgánica . ^{[ 1 ]} Desde 1899, se le encomienda la evaluación crítica periódica de los pesos atómicos de los elementos químicos y otros datos afines, como la composición isotópica de los elementos. ^{[ 2 ]} Los Pesos Atómicos Estándar de la CIAAW, publicados cada dos años, son aceptados como la fuente autorizada en la ciencia y aparecen en todo el mundo en las tablas periódicas murales. ^{[ 3 ]}

El uso de pesos atómicos estándar de la CIAAW también es obligatorio por ley, por ejemplo, en el cálculo del poder calorífico del gas natural ( ISO 6976:1995) o en la preparación gravimétrica de patrones de referencia primarios en el análisis de gases (ISO 6142:2006). Además, hasta 2019, la definición del Kelvin , la unidad del SI para la temperatura termodinámica, hacía referencia directa a la composición isotópica del oxígeno y el hidrógeno, tal como lo recomienda la CIAAW. ^{[ 4 ]} El último informe de la CIAAW se publicó en mayo de 2022. ^{[ 5 ]}

Los miembros fundadores del Comité Internacional de Pesos Atómicos fueron:

• Frank W. Clarke (EE. UU.) (mostrado a la izquierda)
• Sir Edward Thorpe (Reino Unido) (mostrado a la derecha)
• Karl Seubert (Alemania)

Aunque el peso atómico se había convertido en una constante de la naturaleza, como la velocidad de la luz , la falta de consenso sobre los valores aceptados generó dificultades en el comercio. Las cantidades medidas mediante análisis químico no se convertían en pesos de la misma manera por todas las partes, y la estandarización se convirtió en una cuestión urgente. ^{[ 6 ]} Ante la gran cantidad de valores diferentes que se reportaban, la Sociedad Química Estadounidense (ACS, por sus siglas en inglés) nombró en 1892 un comité permanente para elaborar una tabla estándar de pesos atómicos para su aceptación por la Sociedad. Clarke, quien entonces era el químico jefe del Servicio Geológico de los Estados Unidos , fue designado como miembro único del comité para elaborar el informe. Presentó el primer informe en la reunión anual de 1893 y lo publicó en enero de 1894. ^{[ 7 ]}

En 1897, la Sociedad Alemana de Química , siguiendo una propuesta de Hermann Emil Fischer , nombró un comité de trabajo de tres personas para elaborar un informe sobre pesos atómicos. El comité estaba compuesto por el presidente, el profesor Hans H. Landolt (Universidad de Berlín), el profesor Wilhelm Ostwald (Universidad de Leipzig) y el profesor Karl Seubert (Universidad de Hannover). Este comité publicó su primer informe en 1898, en el que sugería la conveniencia de un comité internacional sobre pesos atómicos. El 30 de marzo de 1899, Landolt, Ostwald y Seubert extendieron una invitación a otras organizaciones científicas nacionales para que nombraran delegados al Comité Internacional de Pesos Atómicos. Se nombraron cincuenta y ocho miembros para el Gran Comité Internacional de Pesos Atómicos, incluido Frank W. Clarke . ^{[ 8 ]} El gran comité llevó a cabo sus asuntos por correspondencia con Landolt, lo que generó dificultades y demoras asociadas con la correspondencia entre cincuenta y ocho miembros. Como resultado, el 15 de diciembre de 1899, el comité alemán pidió a los miembros internacionales que seleccionaran un pequeño comité de tres a cuatro miembros. ^{[ 9 ]} En 1902, el Prof. Frank W. Clarke (EE. UU.), el Prof. Karl Seubert (Alemania) y el Prof. Thomas Edward Thorpe (Reino Unido) fueron elegidos, y el Comité Internacional de Pesos Atómicos publicó su informe inaugural en 1903 bajo la presidencia del Prof. Clarke. ^{[ 10 ]}

Desde 1899, la Comisión evalúa periódicamente y de forma crítica la literatura científica publicada y elabora la Tabla de Pesos Atómicos Estándar. En los últimos tiempos, la Tabla de Pesos Atómicos Estándar se publica cada dos años. Cada valor de peso atómico estándar recomendado refleja el mejor conocimiento disponible de los datos publicados y evaluados. Al recomendar los pesos atómicos estándar, la CIAAW generalmente no intenta estimar la composición isotópica promedio o compuesta de la Tierra ni de ningún subconjunto de materiales terrestres. En cambio, la Comisión busca encontrar un valor único y una incertidumbre simétrica que incluyan prácticamente todas las sustancias que probablemente se encuentren. ^{[ 11 ]}

La Comisión ha tomado muchas decisiones importantes a lo largo de su historia. Algunas de ellas se destacan a continuación.

Aunque Dalton propuso establecer el peso atómico del hidrógeno como la unidad en 1803, muchas otras propuestas fueron populares a lo largo del siglo XIX. A finales de ese siglo, dos escalas obtuvieron apoyo popular: Ar ₍ H) = 1 y Ar (O) = 16. Esta situación era indeseable en la ciencia y, en octubre de 1899, la tarea inaugural de la Comisión Internacional de Pesos Atómicos fue decidir sobre la escala internacional, y la escala de oxígeno se convirtió en el estándar internacional. _[ ^{12 ] El} _{respaldo a la escala de oxígeno generó una reacción significativa en la comunidad química, y el Informe inaugural sobre Pesos Atómicos se publicó utilizando ambas escalas. Esta práctica pronto cedió y la escala de oxígeno siguió siendo el estándar internacional durante las} décadas siguientes. Sin embargo, cuando la Comisión se unió a la IUPAC en 1920, se le pidió que volviera a la escala Ar (H) = 1 , lo cual rechazó.

Con el descubrimiento de los isótopos de oxígeno en 1929, surgió una situación en la que los químicos basaban sus cálculos en la masa atómica promedio (peso atómico) del oxígeno, mientras que los físicos utilizaban la masa del isótopo predominante del oxígeno, el oxígeno-16. Esta discrepancia se volvió indeseable y se hizo necesaria una unificación entre la química y la física. ^{[ 13 ]} En la reunión de París de 1957, la Comisión presentó una propuesta para una escala de carbono-12. ^{[ 14 ]} La escala de carbono-12 para pesos atómicos y masas de nucleidos fue aprobada por la IUPAP (1960) y la IUPAC (1961) y todavía se utiliza en todo el mundo. ^{[ 15 ]}

A principios del siglo XX, las mediciones del peso atómico del plomo mostraron variaciones significativas según el origen de la muestra. Estas diferencias se consideraron una excepción atribuida a que los isótopos de plomo eran productos de las cadenas de desintegración radiactiva natural del uranio. Sin embargo, en la década de 1930, Malcolm Dole informó que el peso atómico del oxígeno en el aire era ligeramente diferente al del agua. ^{[ 16 ]} Poco después, Alfred Nier informó sobre la variación natural en la composición isotópica del carbono. Se estaba haciendo evidente que los pesos atómicos no son constantes de la naturaleza. En la reunión de la Comisión en 1951, se reconoció que la variación de la abundancia isotópica del azufre tenía un efecto significativo en el valor internacionalmente aceptado de un peso atómico. Para indicar el rango de valores de peso atómico que pueden aplicarse al azufre de diferentes fuentes naturales, se le asignó una incertidumbre de ±0,003. Para 1969, la Comisión había asignado incertidumbres a todos los valores de peso atómico.

En su reunión de 2009 en Viena, la Comisión decidió expresar el peso atómico estándar del hidrógeno, el carbono, el oxígeno y otros elementos de una manera que indique claramente que los valores no son constantes de la naturaleza. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Por ejemplo, escribir el peso atómico estándar del hidrógeno como [1.007 84 ,1.008 11 ] muestra que el peso atómico en cualquier material normal será mayor o igual que1.007 84 y será menor o igual que1.008 11 . ^{[ 19 ]}

• Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) desde 1920 ^{[ 20 ]}
• Asociación Internacional de Sociedades Químicas (IACS) de 1913 a 1919 ^{[ 21 ]}

La Comisión de Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos de la IUPAC ha sufrido varios cambios de nombre entre su fundación en 1899 y 2002, cuando recibió su nombre actual: ^{[ 22 ]}

• (1899–1902) El Gran Comité Internacional de Pesos Atómicos
• (1902–1920) Comité Internacional de Pesos Atómicos
• (1920–1922) Comité Internacional de Pesos Atómicos de la IUPAC
• (1922–1930) Comité Internacional de Elementos Químicos de la IUPAC
• (1930–1979) Comisión de Pesos Atómicos de la IUPAC
• (1979–2002) Comisión de la IUPAC sobre Pesos Atómicos y Abundancias Isotópicas
• (2002–presente) Comisión de la IUPAC sobre Abundancias Isotópicas y Pesos Atómicos

Desde su creación, muchos químicos destacados han sido miembros de la Comisión. En particular, ocho premios Nobel han formado parte de ella: Henri Moissan (1903-1907), Wilhelm Ostwald (1906-1916), Francis William Aston , Frederick Soddy , Theodore William Richards , Niels Bohr , Otto Hahn y Marie Curie .

Richards recibió el Premio Nobel de Química de 1914 «en reconocimiento a sus precisas determinaciones del peso atómico de un gran número de elementos químicos» ^{[ 23 ]} mientras era miembro de la Comisión. ^{[ 24 ]} Asimismo, Francis Aston era miembro de la Comisión cuando recibió el Premio Nobel de Química de 1922 por su trabajo sobre mediciones de isótopos. ^{[ 25 ]} Cabe mencionar que el informe de 1925 sobre pesos atómicos fue firmado por tres premios Nobel. ^{[ 26 ]}

Entre otros científicos notables que han formado parte de la Comisión se encuentran Georges Urbain (descubridor del lutecio , aunque la prioridad fue disputada con Carl Auer von Welsbach ), André-Louis Debierne (descubridor del actinio , aunque la prioridad ha sido disputada con Friedrich Oskar Giesel ), Marguerite Perey (descubridora del francio ), Georgy Flyorov (homónimo del elemento flerovio ), ^{[ 27 ]} Robert Whytlaw-Gray (primer radón aislado ) y Arne Ölander (secretario y miembro del Comité Nobel de Química ).

Desde su creación, los presidentes de la Comisión han sido: ^{[ 28 ]}

En 1950, el químico español Enrique Moles se convirtió en el primer Secretario de la Comisión cuando se creó este cargo.

• Dalton (unidad)
• Comité de Datos para la Ciencia y la Tecnología

• Official website
• Standard Atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report)
• Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)
• Isotopic compositions of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)
• Isotopic compositions of the elements 2009 (IUPAC Technical Report)