相對原子質量

由於原子的實際質量很小，如果人們用它們的實際質量來計算的話那就非常的麻煩，例如一個氫原子的實際質量為1.674×10^-27千克，一個氧原子的質量為2.657×10^-26千克。一個碳-12原子的質量為1.993×10^-26千克。元素的相對原子質量是其各種同位素相對原子質量的加權平均值。元素周期表中最下面的數字為相對原子質量。

基本介紹

• 中文名：相對原子質量
• 外文名：Relative atomic mass
• 別稱：相對原子量
• 提出者：道爾頓
• 套用學科：化學

定義

相對原子質量（ )是指以一個碳-12原子質量的1/12作為標準，任何一種原子的平均原子質量跟一個碳-12原子質量的1/12的比值，稱為該原子的相對原子質量。原子量為質量單位，符號u，它定義為碳12原子質量的1/12。

發展

原子量最早是由英國科學家道爾頓提出來的。他說“同一種元素的原子有相同的重量(weight)，不同元素的原子有不同的重量。”因此atomic weight在中文裡翻譯成了“原子量”。但是當時由於重量和質量(mass)是相同的概念，因此雖然實際中獲得的都是原子的相對質量，但仍然稱作原子量。

1803年，道爾頓用氫的原子量為1作為相對原子量的基準。

1826年，永斯·貝采利烏斯改為氧原子量的 1/100 為基準；1860年，J.-S.斯塔建議用氧原子量的 1/16 為基準，沿用了很長時間。

1929年，W.F.吉奧克和H.L.江斯登發現天然氧中存在著O、O、O三種同位素，它們在自然界的分布不完全均勻，因此用天然氧作為原子量基準就欠妥。後來物理學界改用O的1/16 作為原子量基準，化學界還沿用原來的基準，從此原子量出現兩種標度，1940年國際原子量委員會確定以1.000275作為兩種標度的換算因子：物理原子量 = 1.000275 × 化學原子量。存在兩種標度必然經常引起混亂。

1959年，在慕尼黑召開的國際純粹暨套用物理學聯合會（International Union of Pure and Applied Physics，簡稱IUPAP）上，德國J.H.馬陶赫建議C=12.0000作為原子量基準，並提交國際純粹與套用化學聯合會考慮，後者於1960年接受這一建議。1961年，在蒙特婁召開的國際純粹與套用化學聯合會上，正式通過這一新基準。1979年，由國際相對原子質量委員會提出原子量的定義。

特點

當我們計算一個水分子質量是多少時，就會發現計算起來極不方便。若是計算其它更複雜的分子質量時那就更麻煩了。因此國際上規定採用相對原子質量和相對分子質量來表示原子、分子的質量關係。相對分子質量在數值上等於摩爾質量，但單位不同。相對分子質量的單位是“1” ，而摩爾質量的單位是g/mol。

國際規定

把一個碳-12原子的質量分為12等份，（碳原子有好幾種，其中有一種碳原子它的原子核中含6個質子和6個中子，加起來是12，所以把它稱為碳-12。當然還有其它如碳-14等，它含有8箇中子和6個質子加起為14。國際上之所以要選用碳-12而不用碳-14是因為當選用碳-12原子作標準時，其它原子的相對原子質量都接近整數，便於記憶與使用）。那每一份的質量就是：一個原子的質量/（1/12×一個碳-12原子的質量）=一個原子的質量/1.667e^-27kg。

計算方法

（1.993e^-26）/12=1.667e^-27千克。然後再把其它某種原子的實際質量與這個數相比後所得的結果，這個結果的數值就叫做這種原子的相對原子質量。如氧原子的相對原子質量求法為：（2.657e^-26）/（1.667e^-27）=16（約），即氧原子的相對原子質量約為16，我們在計算時就採用16。這樣就要簡便得多。

其它原子的相對原子質量也是按相同的方法計算的。

相對原子質量的國際基本單位是1。

相對原子質量的概念是以一種碳原子（原子核內有6個質子和6個中子的一種碳原子即C-12）的質量的1/12（約1.667e^-27kg）作為標準，其它原子的質量跟它的比值，就是這種原子的相對原子質量。

該原子一個原子的實際質量（kg)=該原子的相對原子質量x一個碳-12原子實際質量的1/12(kg)ne。

1mol物質的質量叫做該物質的摩爾質量，單位一般為g/mol。

一種原子（分子，離子）的摩爾質量在數值上等於其相對原子質量（式量），但請注意：只有當該原子、分子、離子的摩爾質量的單位為g/mol時，才符合本規律。

公式

由“原子的質量主要集中在原子核上”

可以得到計算相對原子質量的推導公式：

相對原子質量

=某種原子的質量/一種碳原子質量的（1/12）

=原子核質量+核外電子質量/[（1/12]mC

≈原子核質量/（1/12）mC

=質子的質量+中子的質量/（1/12）mC

=[質子數*一個質子的質量+中子數*一個中子的質量]/（1/12）mC

=[質子數*（1/12）mc+中子數*（1/12）mC]/（1/12）mC

=質子數+中子數

注釋：

①：質量

②：碳原子元素符號

③：質子和中子的質量大約相等，且質子的質量大約為碳原子質量的1/12，故得出此公式.

相對原子質量≈質子數+中子數（不能作為計算公式）。

符號： 概念與元素氬(Ar)不能混淆。

相似算法

相對原子質量≈質子數+中子數（不可作為公式）

質量概念

2011年國際標準相對原子質量

原子序數	元素名稱	化學符號	相對原子質量	註腳腳註
1	hydrogen 氫	H	[1.007 84; 1.008 11]	m
2	helium 氦	He	4.002 602(2)	g r
3	lithium 鋰	Li	[6.938; 6.997]	m
4	beryllium 鈹	Be	9.012 182(3)
5	boron 硼	B	[10.806; 10.821]	m
6	carbon 碳	C	[12.0096; 12.0116]
7	nitrogen氮	N	[14.006 43; 14.007 28]
8	oxygen 氧	O	[15.999 03; 15.999 77]
9	fluorine 氟	F	18.998 4032(5)
10	neon 氖	Ne	20.1797(6)	g m
11	sodium 鈉	Na	22.989 769 28 (2)
12	magnesium鎂	Mg	24.3050(6)
13	aluminium (aluminum) 鋁	Al	26.981 538 6 (8)
14	silicon矽	Si	[28.084; 28.086]
15	phosphorus 磷	P	30.973 762(2)
16	sulfur 硫	S	[32.059; 32.076]
17	chlorine 氯	Cl	[35.446; 35.457]	m
18	argon 氬	Ar	39.948(1)	g r
19	potassium 鉀	K	39.0983(1)
20	calcium 鈣	Ca	40.078(4)	g
21	scandium 鈧	Sc	44.955 912(6)
22	titanium 鈦	Ti	47.867(1)
23	vanadium 釩	V	50.9415(1)
24	chromium 鉻	Cr	51.9961(6)
25	manganese 錳	Mn	54.938 045(5)
26	iron 鐵	Fe	55.845(2)
27	cobalt 鈷	Co	58.933 195(5)
28	nickel 鎳	Ni	58.6934(4)	r
29	copper 銅	Cu	63.546(3)	r
30	zinc 鋅	Zn	65.38(2)	r
31	gallium 鎵	Ga	69.723(1)
32	germanium 鍺	Ge	72.63(1)
33	arsenic 砷	As	74.921 60(2)
34	selenium 硒	Se	78.96(3)	r
35	bromine 溴	Br	79.904(1)
36	krypton 氪	Kr	83.798(2)	g m
37	rubidium 銣	Rb	85.4678(3)	g
38	strontium 鍶	Sr	87.62(1)	g r
39	yttrium 釔	Y	88.905 85(2)
40	zirconium 鋯	Zr	91.224(2)	g
41	niobium 鈮	Nb	92.906 38(2)
42	molybdenum 鉬	Mo	95.96(2)	g
43	technetium* 鎝	Tc
44	ruthenium 釕	Ru	101.07(2)	g
45	rhodium 銠	Rh	102.905 50(2)
46	palladium 鈀	Pd	106.42(1)	g
47	silver 銀	Ag	107.8682(2)	g
48	cadmium 鎘	Cd	112.411(8)	g
49	indium 銦	In	114.818(3)
50	tin 錫	Sn	118.710(7)	g
51	antimony 銻	Sb	121.760(1)	g
52	tellurium 碲	Te	127.60(3)	g
53	iodine 碘	I	126.904 47(3)
54	xenon 氙	Xe	131.293(6)	g m
55	caesium (Cesium) 銫	Cs	132.905 451 9 (2)
56	barium 鋇	Ba	137.327(7)
57	lanthanum 鑭	La	138.905 47(7)	g
58	cerium 鈰	Ce	140.116(1)	g
59	praseodymium 鐠	Pr	140.907 65(2)
60	neodymium 釹	Nd	144.242(3)	g
61	promethium* 鉕	Pm
62	samarium 釤	Sm	150.36(2)	g
63	europium 銪	Eu	151.964(1)	g
64	gadolinium 釓	Gd	157.25(3)	g
65	terbium 鋱	Tb	158.925 35(2)
66	dysprosium 鏑	Dy	162.500(1)	g
67	holmium 鈥	Ho	164.930 32(2)
68	erbium 鉺	Er	167.259(3)	g
69	thulium 銩	Tm	168.934 21(2)
70	ytterbium 鐿	Yb	173.054(5)	g
71	lutetium 鑥	Lu	174.9668(1)	g
72	hafnium 鉿	Hf	178.49(2)
73	tantalum 鉭	Ta	180.947 88(2)
74	tungsten 鎢	W	183.84(1)
75	rhenium 錸	Re	186.207(1)
76	osmium 鋨	Os	190.23(3)	g
77	iridium 銥	Ir	192.217(3)
78	platinum 鉑	Pt	195.084(9)
79	gold 金	Au	196.966 569(4)
80	mercury 汞	Hg	200.59(2)
81	thallium 鉈	Tl	[204.382; 204.385]
82	lead 鉛	Pb	207.2(1)	g r
83	bismuth 鉍	Bi	208.980 40(1)
84	polonium* 釙	Po
85	astatine* 砹	At
86	radon* 氡	Rn
87	francium* 鍅	Fr
88	radium* 鐳	Ra
89	actinium* 錒	Ac
90	thorium* 釷	Th	232.038 06(2)	g
91	protactinium* 鏷	Pa	231.035 88(2)
92	uranium* 鈾	U	238.028 91(3)	g m
93	neptunium* 鎿	Np
94	plutonium* 鈽	Pu
95	americium* 鎇	Am
96	curium* 鋦	Cm
97	berkelium* 錇	Bk
98	californium* 鐦	Cf
99	einsteinium* 鑀	Es
100	fermium* 鐨	Fm
101	mendelevium* 鍆	Md	202
102	nobelium* 鍩	No
103	lawrencium* 鐒	Lr
104	rutherfordium*鑪	Rf
105	dubnium*釒杜	Db
106	seaborgium*釒喜	Sg
107	bohrium*釒波	Bh
108	hassium*釒黑	Hs
109	meitnerium*釒麥	Mt
110	darmstadtium*鐽	Ds
111	roentgenium*錀	Rg
112	copernicium*鎶	Cn
113	ununtrium*	Uut
114	Flerovium*鈇	Fl
115	ununpentium*	Uup
116	Livermorium*鉝	Lv
118	ununoctium*	Uuo

以下是翻譯為中文的上表附註：

*這些是沒有穩定同位素的元素. 一個或多個已知同位素已列在“參考資料”中的“Table 3”中，並給出了合適的相對原子質量和半衰期。然而，三個元素（釷、鏷、鈾）有確定的特徵性地表同位素成分，所以這些元素的原子量也被列入上表。

常用原子量

通常國中和高中所用到的都是整數或最多一位小數點附下表：

核電荷數	元素名稱	元素符號	相對原子質量
1	氫	H	1
2	氦	He	4
6	碳	C	12
7	氮	N	14
8	氧	O	16
9	氟	F	19
10	氖	Ne	20
11	鈉	Na	23
12	鎂	Mg	24
13	鋁	Al	27
14	矽	Si	28
15	磷	P	31
16	硫	S	32
17	氯	Cl	35.5（只能寫成35.5）
18	氬	Ar	40
19	鉀	K	39
20	鈣	Ca	40
25	錳	Mn	55
26	鐵	Fe	56
29	銅	Cu	63.5（可寫64或63.5）
30	鋅	Zn	65
47	銀	Ag	108
53	碘	I	127
56	鋇	Ba	137
78	鉑	Pt	195
79	金	Au	197
80	汞	Hg	201

定義區別

相對原子質量與原子的質量區別

原子的質量是原子的實際存在的物質的多少，是實際質量或稱為真實質量，相對原子質量是以C原子質量的1/12為標準來表示物質質量多少的相對質量.原子質量的單位是kg，相對原子質量的單位是1.原子的質量主要集中在原子核上.

構成原子的三種粒子中，1個質子和1箇中子的質量跟相對原子質量的標準(即一個碳12原子質量的1/12)相比，均約等於1，電子的質量很小，可以忽略不計，故原子的質量主要集中在質子和中子(即原子核)上，因此：相對原子質量≈質子數+中子數.