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原子质量

原子质量 [1] 分为绝对原子质量和相对原子质量。绝对质量指的是1个原子的实际质量,也可以叫做原子的绝对质量。相对原子质量是原子的相对质量,即以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子,这种碳原子可简单地用12C表示)质量的十二分之一作为标准,其他原子的实际质量跟它相比较,所得的数值,就是该种原子的相对原子质量。

为准确计量微小分子的重量,国际通用是采用一个原子的质量单位为基准,定义为碳12元素原子质量的1/12为一个原子质量单位。

原子质量单位(amu或u)有时称统一原子质量单位,或道尔顿(Dalton,Da,D)是用来衡量原子或分子质量的单位,它被定义为碳12原子质量的1/12。

1 u = 1/NA 克 = 1/(1000 NA) 千克 (NA为阿伏伽德罗常数) =1.66053886×10^-27 kg ; “amu”这个符号一般出现在较老的文献中。在书写原子量的时候经常不写任何单位,而将原子质量单位作为默认的单位。在生物化学和分子生物学文献中(特别是描述蛋白质的时候),一般使用道尔顿这个名词,或者使用Da。由于蛋白是大分子,他们通常有上千道尔顿的分子量,这时候使用kDa(千道尔顿)作为单位。

按照国际单位制的规定,质量单位是“千克”。例如:1个氧原子的质量是2.657×10-26kg,1个铁原子的质量是9.288×10-26kg。这样小的数字,书写、记忆、使用都很不便,于是创立了相对原子质量概念。 [2]

相对原子质量是个比值。相对原子质量与原子质量的关系是:相对原子质量=原子质量/(C12的质量*1/12)。通过科学实验测得,作为相对原子质量标准的那种碳原子12C的质量是1.9927×10-26kg,它的l/12为l.6606×10-27kg,所以:相对原子质量=原子质量/(1.6606×10-27),根据这一关系式,可计算出任何一种元素的相对原子质量。用相对原子质量(即原子的相对质量)比用原子质量(即原子的实际质量或绝对质量)来描述原子的性质要方便得多。相对原子质量可以认为是原子内中子数和质子数之和,目前发现的质量最大的原子质子数不超过117个 [3]

相对原子质量表按照原子序数排列 [4]

本表数据源自2005年IUPAC元素周期表(IUPAC 2005 standard atomic weights),以12C=12为标准。

本表方括号内的原子质量为放射性元素半衰期最长的同位素质量数。

相对原子质量末位数的不确定度加注在其后的括号内。

原子量加方括号的为放射性元素的半衰期最长的同位素的质量数

112-118号元素数据未被IUPAC确定。

原子序数 元素名称 [5] 元素符号 相对原子质量

1 氢 H 1.007 94(7)

2 氦 He 4.002 602(2)

3 锂 Li 6.941(2)

4 铍 Be 9.012 182(3)

5 硼 B 10.811(7)

6 碳 C 12.010 7(8)

7 氮 N 14.006 7(2)

8 氧 O 15.999 4(3)

9 氟 F 18.998 403 2(5)

10 氖 Ne 20.179 7(6)

11 钠 Na 22.989 769 28(2)

12 镁 Mg 24.305 0(6)

13 铝 Al 26.981 538 6(8)

14 硅 Si 28.085 5(3)

15 磷 P 30.973 762(2)

16 硫 S 32.065(5)

17 氯 Cl 35.453(2)

18 氩 Ar 39.948(1)

19 钾 K 39.098 3(1)

20 钙 Ca 40.078(4)

21 钪 Sc 44.955 912(6)

22 钛 Ti 47.867(1)

23 钒 V 50.941 5(1)

24 铬 Cr 51.996 1(6)

25 锰 Mn 54.938 045(5)

26 铁 Fe 55.845(2)

27 钴 Co 58.933 195(5)

28 镍 Ni 58.693 4(2)

29 铜 Cu 63.546(3)

30 锌 Zn 65.409(4)

31 镓 Ga 69.723(1)

32 锗 Ge 72.64(1)

33 砷 As 74.921 60(2)

34 硒 Se 78.96(3)

35 溴 Br 79.904(1)

36 氪 Kr 83.798(2)

37 铷 Rb 85.467 8(3)

38 锶 Sr 87.62(1)

39 钇 Y 88.905 85(2)

40 锆 Zr 91.224(2)

41 铌 Nb 92.906 38(2)

42 钼 Mo 95.94(2)

43 锝 Tc [97.9072]

44 钌 Ru 101.07(2)

45 铑 Rh 102.905 50(2)

46 钯 Pd 106.42(1)

47 银 Ag 107.868 2(2)

48 镉 Cd 112.411(8)

49 铟 In 114.818(3)

50 锡 Sn 118.710(7)

51 锑 Sb 121.760(1)

52 碲 Te 127.60(3)

53 碘 I 126.904 47(3)

54 氙 Xe 131.293(6)

55 铯 Cs 132.905 451 9(2)

56 钡 Ba 137.327(7)

原子序数 元素名称 元素符号 相对原子质量

57 镧 La 138.905 47(7)

58 铈 Ce 140.116(1)

59 镨 Pr 140.907 65(2)

60 钕 Nd 144.242(3)

61 钷 Pm [145]

62 钐 Sm 150.36(2)

63 铕 Eu 151.964(1)

64 钆 Gd 157.25(3)

65 铽 Tb 158.925 35(2)

66 镝 Dy 162.500(1)

67 钬 Ho 164.930 32(2)

68 铒 Er 167.259(3)

69 铥 Tm 168.934 21(2)

70 镱 Yb 173.04(3)

71 镥 Lu 174.967(1)

原子序数 元素名称 元素符号 相对原子质量

72 铪 Hf 178.49(2)

73 钽 Ta 180.947 88(2)

74 钨 W 183.84(1)

75 铼 Re 186.207(1)

76 锇 Os 190.23(3)

77 铱 Ir 192.217(3)

78 铂 Pt 195.084(9)

79 金 Au 196.966 569(4)

80 汞 Hg 200.59(2)

81 铊 Tl 204.383 3(2)

82 铅 Pb 207.2(1)

83 铋 Bi 208.980 40(1)

84 钋 Po [208.982 4]

85 砹 At [209.987 1]

86 氡 Rn [222.017 6]

87 钫 Fr [223]

88 镭 Re [226]

原子序数 元素名称 元素符号 相对原子质量

89 锕 Ac [227]

90 钍 Th 232.038 06(2)

91 镤 Pa 231.035 88(2)

92 铀 U 238.028 91(3)

93 镎 Np [237]

94 钚 Pu [244]

95 镅 Am [243]

96 锔 Cm [247]

97 锫 Bk [247]

98 锎 Cf [251]

99 锿 Es [252]

100 镄 Fm [257]

101 钔 Md [258]

102 锘 No [259]

103 铹 Lr [262]

(注*的是人造元素

原子序数 元素名称 元素符号 相对原子质量

104 钅卢* Rf [261]

105 钅杜* Db [262]

106 钅喜* Sg [266]

107 钅波* Bh [264]

108 钅黑* Hs [277]

109 钅麦* Mt [268]

110 * Ds [281]

111 * Rg [272]

原子序数 元素名称 元素符号 相对原子质量

112 暂无 Cn [285]

113 暂无 Uut [284]

114 暂无 Uuq [289]

115 暂无 Uup [288]

116 暂无 Uuh [292]

117 暂无 Uus [291]

118 暂无 Uuo [293]

原子质量与质量数是两个不同的概念,使用时不得等同看待。原子质量可取不同单位,比如:氢原子质量是1.67357×10-27或1.00783u;氧原子质量是26.56059×10-27或15.99491u。由此我们看到,所有原子(或原子核)其质量单位若取原子质量单位u,其质量数总是非常接近一个整数,如1.00783接近1;15.99491接近16,并且这个整数恰好是那种原子(或原子核)的质量数。其实,原子质量数就是指原子的质量是原子质量单位的多少倍(近似) [6]

要注意两点区分:

⑴ 原子质量是有单位的量,而原子质量数是无单位的; ⑵ 严格地讲,原子质量数所表示的质量并不等于原子质量。 配平核反应方程的依据是质量数守恒,而不是质量守恒。这是因为在核反应中核子是不会凭空消失的,它们只能相互转化(质子转化为中子或中子转化为质子)、或重新组合成新的原子核。既然反应前后总核子数是不变压的,那么反应前后总质量数也是不变的

约翰道尔顿(John Dalton)最早建议使用一个氢原子的质量来作为原子量的单位。质谱仪的发明人弗朗西斯威廉阿斯朗(Francis William Aston)后来使用一个氧16分子质量的1/16作为单位 [6]

在1961年之前,物理原子质量单位被定义为一个氧16原子质量的1/16,而化学原子质量单位则被定义为一个氧原子(计算了不同的氧同位素丰度)质量的1/16。这两个单位都比现在使用的统一原子质量单位小一些。统一原子质量单位是由国际纯粹和应用物理联合会(IUPAP)在1960年以及国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)在1961年所采纳的。

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