Jedinica atomske mase

Jedinica atomske mase (skrać. u za engleski: unified atomic mass unit, zastarjelo amu za engleski: atomic mass unit^[1]) jest jedinica za masu. Njena vrijednost je definirana kao 1/12 mase jednog atoma ugljika (tačnije njegovog izotopa ¹²C). Jedinica atomske mase dopuštena je za upotrebu unutar SI sistema.^[2]

jedinica atomske mase
Sistem jedinica	ostale jedinice
Jedinica za	masu
Simbol	${\displaystyle \mathrm {u} }$ (ili ${\displaystyle \mathrm {Da} }$)
1 ${\displaystyle \mathrm {u} }$ (ili ${\displaystyle \mathrm {Da} }$) u ...	... jednako je ...
=	${\displaystyle \mathrm {1{,}660\,539\,040(20)\cdot 10^{-27}\;kg} }$

Ona se ne koristi isključivo za masu atoma nego i za iskazivanje mase molekula. U biohemiji, a u Sjedinjenim Američkim Državama također i u oblasti organske hemije, jedinica atomske mase naziva se dalton (skr. Da), nazvana po engleskom naučniku Daltonu.

Definicija

U prevodu brošure Međunarodnog biroa za tegove i mjere, nazivi jedinica atomske mase i dalton uzeti su kao sinonimi.^[2] U zakonskim odredbama Evropske smjernice 80/181/EWG koja vrijedi za članice Evropske unije, kao i u saveznom zakonu o mjernim jedinicama Švicarske, nije korišten naziv "dalton". Međutim, dalton se može smatrati posebnim nazivom za jedinicu mase atoma, ali se ne koristi u zakonskim ni u tehničkim standardima. U mnogim izvorima postoje preklapanja sa molarnom masom, kao i molekulskom masom što je čest slučaj u praksi. Tako naprimjer u nekim slučajevima masa većih molekula poput bjelančevina, DNK i drugih biomolekula označava se u kilodaltonima, što zapravo ne predstavlja brojčanu razliku prema vrijednostima u kg/molu.

Vrijednosti atomske mase (kao i za dalton) mogu imati prefikse, bilo u decimalnom ili razlomskom obliku. Često se koristi prefiks kilodalton (1 kDa = 1.000 Da), a rjeđe i megadalton (1 MDa = 1 milion Da).

Od 1961. do danas

Jedna jedinica atomske mase u odgovara jednoj dvanaestini (1/12) mase pojedinačnog atoma izotopa ugljika ¹²C u osnovnom stanju, dakle^[3][4]

${\displaystyle 1\,\mathrm {u} =1{,}660\,539\,040(20)\cdot 10^{-27}\,\mathrm {kg} }$, a zbog jednakosti mase i energije,

${\displaystyle 1\,\mathrm {u} =931{,}494\,0954(57)\,\mathrm {MeV} /\mathrm {c} ^{2}}$

Prema tome proizilazi preračun u SI jedinicu za masu, kilogram:^[5]

${\displaystyle 1\,\mathrm {kg} =6{,}022\,140\,857(74)\cdot 10^{26}\,\mathrm {u} }$ i

${\displaystyle 1\,\mathrm {g} =6{,}022\,140\,857(74)\cdot 10^{23}\,\mathrm {u} }$

Pošto jegro atoma ¹²C sadrži 12 nukleona, ova jedinica je približno jednaka masi jednog nukleona, dakle jednog protona ili neutrona. Stoga, vrijednost neke atomske mase izražena jednicama u približno je jednaka masenom broju ili broju nukleona, odnosno broju teških čestica u jezgru nekog atoma.

Do 1961.

Do 1961. godine jednica atomske mase odgovarala je 1/16 mase atoma kisika.

Razlika između "hemijske" definicije (izvedene iz prirodne smjese izotopa kisika) i "fizikalne" definicije (izvedene iz izotopa ¹⁶O) bila je povod za uvođenje jedinstvene definicije. Između nove i stare vrijednosti jedinice vrijedi odnos:

${\displaystyle 1\,\mathrm {u_{(od1961)}} =1{,}000\,317\,9\,\mathrm {amu_{(stara,fizikalna)}} =1{,}000\,043\,\mathrm {amu_{(stara,hemijska)}} }$

Razlika između stare fizikalne i današnje definicije može se objasniti defektom mase, jer je kod ¹⁶O viša nego kod ¹²C.

Reference

1. McMurry, J., Fay, R.C.: Chemistry, Fourth Edition, Prentice Hall, 2003 ISBN 0-13-140208-0
2. Das Internationale Einheitensystem (SI) (PDF). 117. 2007. Arhivirano s originala (PDF), 18. 7. 2013. Pristupljeno 21. 2. 2017.
3. National Institute of Standards and Technology. "CODATA Recommended Values" (jezik: engleski). Pristupljeno 7. 8. 2015. vrijednost za u u jedinici kg. Cifre u zagradi označavaju nesigurnost u posljednjim decimalama vrijednosti.
4. National Institute of Standards and Technology. "CODATA Recommended Values" (jezik: engleski). Pristupljeno 7. 8. 2015. vrijednost za u izražena u elektronvoltima (MeV/c²). Cifre u zagradi označavaju nesigurnost u posljednjim decimalama vrijednosti.
5. National Institute of Standards and Technology. "CODATA Recommended Values" (jezik: engleski). Pristupljeno 7. 8. 2015.