原子質量単位とは何ですか？

原子質量単位は、原子および分子の個々の質量単位を識別するために設計された測定システムです。 ダルトンとしても知られる原子質量単位は、単一の炭素-12原子の総質量の1/12に基づいて普遍的に適用される測定です。 これは、炭素-12原子の原子質量が12ダルトンであることを意味します。 標準の原子質量単位の指定はuまたはDaです。 原子質量単位は、ダルトン指定を使用する生物学と生化学を含むものを除き、すべての科学の測定システムとして使用されます。

原子質量単位の1つの便利な側面は、炭素質量に基づいているが、単一の単位も1つの水素原子に等しいことです。 これは、水素原子の組成である単一の陽子と中性子の合計質量が測定値に等しいためです。 陽子の質量のわずか1/1836である電子は、原子の質量全体に対して本質的に無視できます。

原子の質量単位を使用して原子を定義する上で最も問題のある側面の1つは、原子の核を結合するエネルギーを考慮していないことです。 残念ながら、これは、原子の種類ごとに違いがあるため、固定質量ではありません。 陽子、中性子、電子が原子に追加されて新しい元素が生成されると、この結合エネルギーの質量が変化します。 これは、測定が正確な定数ではなく大まかな近似であると言えることを意味します。

原子質量単位の主な用途の1つに、モルとの関係があります。 ほくろは、物質の単一ユニットの完全な物理量です。 たとえば、2つの水素原子と1つの酸素原子で構成される1つの水分子は、1モルの水です。 これは、3つの原子すべての原子質量を持つことを意味します。

原子質量単位の確立は、1800年代初期に化学者のジョンダルトンによって始められました。 彼は、測定のプラットフォームとして単一の水素原子を使用しました。 しかし、これは1800年代後半に質量分析計を発明したフランシスアストンによって変更されました。 アストンは、単一の酸素-16原子の質量の1/16であると原子質量単位を定義しました。 国際純正化学および応用化学連合が測定の現代的な応用を定義し、それを炭素-12に結び付けたのは1961年までではありませんでした。