Atomska jedinica mase

Atom vodika je dugo bio atomska jedinica mase.

1/12 mase atoma ugljika ¹²C je danas atomska jedinica mase.

Atomska jedinica mase (oznaka u) je iznimno dopuštena mjerna jedinica mase za primjenu u fizici i kemiji, određena kao 1/12 mase nuklida (atoma izotopa) ugljika ¹²C, približne vrijednosti u = 1,6605·10⁻²⁷ kg. Naziva se i unificiranom atomskom jedinicom mase ili ujednačenom atomskom masenom jedinicom, daltonom (oznaka Da) te atomskom masenom konstantom (oznaka m_u).

$u={\frac {1}{12}}m_{a}(^{12}C)=1,6605\cdot 10^{-27}kg=1,6605\cdot 10^{-24}g$

Uporaba

Primjenom podataka iz Periodnog sustava elemenata o relativnim atomskim masama možemo izračunati stvarne mase atoma ili molekule.

Izračunavanje mase nekog atoma (umnožak atomske jedinice mase i relativne mase atoma X):

$\qquad m_{a}(X)=u\cdot A_{r}(X)\qquad m_{a}(H)=1,6605\cdot 10^{-27}kg\cdot 1,008=1,6738\cdot 10^{-27}kg$

Izračunavanje mase neke molekule (umnožak atomske jedinice mase i relativne mase molekule XY):

$\qquad m_{f}(XY)=u\cdot M_{r}(XY)$

Relativna atomska masa, A_r

Relativna atomska masa atoma (X) je:

$\quad A_{r}(X)={\frac {m_{a}(X)}{u}}\quad$

Relativna atomska masa je broj koji kaže koliko puta je masa nekog atoma veća od atomske jedinice mase, odnosno omjer mase atoma i atomske jedinice mase.

Vrijednosti relativnih atomskih masa se nalaze u Periodnom sustavu elemenata.

$\qquad A_{r}(H)=1,00794,\quad A_{r}(O)=15,9994$

Relativna molekulska masa, M_r

Relativna molekulska masa molekule (XY) je: $\quad M_{r}(XY)={\frac {m_{f}(XY)}{u}}\quad$

Relativna molekulska masa je broj koji kaže koliko puta je masa neke molekule veća od atomske jedinice mase, odnosno omjer mase molekule i atomske jedinice mase.

Vrijednosti relativnih molekulskih masa računaju se zbrajanjem vrijednosti relativnih atomskih masa svih atoma u molekuli: $\quad M_{r}(XY)=A_{r}(X)+A_{r}(Y)$

$\qquad M_{r}(H_{2}O)=2A_{r}(H)+A_{r}(O)=2\cdot 1,00794+15,9994=18,01528$

Povijest

John Dalton je uveo pojam relativna atomska masa (1803.) jer kemičari tada nisu imali pravu predodžbu o veličini ili masi atoma. Mogli su međutim uspoređivati mase atoma međusobno kroz omjere masa reaktanata u kemijskim reakcijama. Dalton je kao atomsku jedinicu mase uveo masu atoma vodika i to je vrijedilo narednih stotinjak godina. Točnijim mjerenjima 1905. je utvrđeno da se odnos atomskih masa vodika i kisika (koji se računao kao 1:16) razlikuje za 1%. Većina relativnih atomskih masa se računala prema kisiku, zato je kisik uzet kao standard s vrijednošću 16,000 00 a ispravljena je relativna atomska masa vodika na 1,0078. Nakon 1938. zbog otkrića izotopa postavljene su dvije skale relativnih atomskih masa:

a) Fizikalna skala relativnih atomskih masa uzimala je kao standard izotop ¹⁶O

b) Kemijska skala relativnih atomskih masa uzimala je kao standard prirodnu izotopnu smjesu kisika zato je jedinica na ovoj skali bila nešto veća (¹⁶O + ¹⁷O + ¹⁸O) a relativne atomske mase na kemijskoj skali su bile nešto manje.

Kasnije istraživanja su pokazala da smjesa tri izotopa kisika u prirodi nije uvijek istog sastava. Zato su fizičari predložili 1960. nov standard ¹²C a kemičari su to usvojili 1961. Tako je nastala unificirana skala relativnih atomskih masa. Danas se relativna atomska masa definira kao:

$A_{r}(X)={\frac {{\bar {m}}_{a}(X)}{m_{a}(^{12}C)/12}}\quad$