หน่วยมวลอะตอมคืออะไร?

หน่วยมวลอะตอมเป็นระบบการวัดที่ออกแบบมาเพื่อระบุแต่ละหน่วยของมวลในอะตอมและโมเลกุล หน่วยมวลอะตอมเป็นหน่วยวัดที่ใช้ในระดับสากลโดยอ้างอิงจากมวลรวมทั้งหมดของอะตอมคาร์บอน -12 เดียว ซึ่งหมายความว่าอะตอมของคาร์บอน -12 มีมวลอะตอม 12 daltons การกำหนดหน่วยมวลอะตอมมาตรฐานคือ u หรือ Da หน่วยมวลอะตอมถูกใช้เป็นระบบการวัดในทุกวิทยาศาสตร์ยกเว้นหน่วยที่เกี่ยวข้องกับชีววิทยาและชีวเคมีซึ่งใช้การกำหนดดัลตัน

สิ่งอำนวยความสะดวกด้านหนึ่งของหน่วยมวลอะตอมคือในขณะที่ยึดตามมวลคาร์บอนหน่วยเดียวก็เท่ากับอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งหน่วย นี่เป็นเพราะมวลรวมของโปรตอนและนิวตรอนเดี่ยวซึ่งเป็นองค์ประกอบของอะตอมไฮโดรเจนเท่ากับการวัด อิเล็กตรอนซึ่งมีมวลเพียงโปรตอน 1/1836 มีความสำคัญน้อยมากต่อมวลโดยรวมของอะตอม

หนึ่งในปัญหาที่สำคัญที่สุดในการใช้หน่วยปรมาณูของมวลในการกำหนดอะตอมคือมันไม่ได้คำนึงถึงพลังงานที่ผูกกับนิวเคลียสของอะตอม น่าเสียดายที่นี่ไม่ใช่มวลคงที่เนื่องจากความแตกต่างระหว่างอะตอมแต่ละชนิด เมื่อมีโปรตอนนิวตรอนและอิเล็กตรอนเข้ามาในอะตอมมากขึ้นเพื่อสร้างองค์ประกอบใหม่มวลของพลังงานนี้จะเปลี่ยนไป นี่หมายความว่าการวัดนั้นสามารถกล่าวได้ว่าเป็นการประมาณคร่าวๆแทนที่จะเป็นค่าคงที่ที่แน่นอน

หนึ่งในการใช้งานหลักสำหรับหน่วยมวลอะตอมนั้นเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์กับโมล ตัวตุ่นคือปริมาณทางกายภาพที่สมบูรณ์ของหน่วยเดียวของสาร ตัวอย่างเช่นโมเลกุลน้ำเดี่ยวประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมเป็นโมเลกุลของน้ำ ซึ่งหมายความว่ามันมีมวลอะตอมของทั้งสามอะตอม

การก่อตั้งหน่วยมวลอะตอมเริ่มต้นด้วยชื่อนักเคมีจอห์นดัลตันในช่วงต้นปี 1800 เขาใช้อะตอมไฮโดรเจนเดียวเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการวัด อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ได้รับการดัดแปลงโดย Francis Aston ด้วยการคิดค้นเครื่องวัดปริมาณมวลในช่วงปลายปี 1800 แอสตันกำหนดหน่วยมวลอะตอมเป็น 1/16 มวลของอะตอมออกซิเจน -16 จนกระทั่งปี พ.ศ. 2504 ที่สหภาพเคมีบริสุทธิ์และเคมีประยุกต์นานาชาติได้กำหนดการใช้งานที่ทันสมัยของการวัดและเชื่อมโยงกับคาร์บอน -12