Masa atomowa

Masa atomowa (m_a) – wielkość fizyczna określająca masę spoczynkową atomu znajdującego się w stanie podstawowym. Obecnie jest najczęściej wyrażana w jednostce masy atomowej (u), zdefiniowanej jako 1/12 masy atomu izotopu 12
C^[1][2]. Częściej stosowanym pojęciem jest jednak względna masa atomowa (A_r, przest. ciężar atomowy) będąca stosunkiem masy atomowej do jednostki masy atomowej, a więc wielkością niemianowaną^[3]. Powszechnie wykorzystywanymi i zalecanymi wartościami względnych mas atomowych są wartości standardowych względnych mas atomowych (A_r°) publikowane przez Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAWW) wchodzącą w skład Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC)^[4].

Standardowa względna masa atomowa

Publikowane przez CIAAW wartości standardowych względnych mas atomowych pierwiastków są wartościami zalecanymi do powszechnego stosowania w nauce i mają zastosowanie do pierwiastków znajdujących się w każdym normalnym materiale^[a] na Ziemi przy wysokim poziomie wiarygodności. Przy wyznaczaniu standardowych względnych mas atomowych brana jest pod uwagę nie tylko liczba występujących naturalnie izotopów danego pierwiastka, ale również ich abundancja naturalna^[5].

Raporty CIAAW zawierające wartości wszystkich standardowych względnych mas atomowych pierwiastków lub aktualizujące niektóre z tych wartości publikowane są co około 2 lata. Publikacja z 2021 roku Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report) zawiera wartości standardowej względnej masy atomowej dla 84 pierwiastków, przy czym:

• dla 70 z nich podana jest wartość standardowej względnej masy atomowej wraz z niepewnością rozszerzoną pomiaru,
• dla 14 pierwiastków podany jest zakres wartości.

Zastosowanie zakresu wartości wynika z tego, że dla części pierwiastków ich masa atomowa zależy w dużej mierze od ich pochodzenia i okresu, w którym powstały, i dla każdego naturalnego materiału względna masa atomowa pierwiastka powinna zmieścić się w podanym zakresie. Jednocześnie każdą wartość w podanym zakresie należy traktować jako jednakowo wiarygodną, a sam zakres nie wskazuje rozkładu statystycznego ani nie jest bezspośrednim wskazaniem niepewności. Dla 34 pierwiastków nie została wyznaczona standardowa względna masa atomowa z uwagi na to, że nie mają żadnych trwałych izotopów i określonego występowania w naturze lub brakuje odpowiednio wiarygodnych i dokładnych badań^[5].

Jednocześnie wraz ze standardową względną masą atomową publikowana jest wartość przybliżona (ang. abridged standard atomic weight) do 5 cyfr znaczących, o ile pozwala na to wyznaczona wartość standardowej względnej masy atomowej. Wartości te przeznaczone są do powszechnego użytku wszędzie tam, gdzie nie jest wymagane stosowanie wartości z maksymalną dokładnością, np. w przemyśle, handlu czy szkolnictwie^[5].

Lista standardowych względnych mas atomowych

Lista pierwiastków wraz z wartościami standardowej względnej masy atomowej^[5]

L.a.	Symbol	Nazwa pierwiastka	Standardowa względna masa atomowa	Wartość przybliżona	Uwagi
1	H	wodór	[1,00784; 1,00811]	1,0080 ± 0,0002	[b]
2	He	hel	4,002602 ± 0,000002	4,0026 ± 0,0001	[c][d]
3	Li	lit	[6,938; 6,997]	6,94 ± 0,06	[b]
4	Be	beryl	9,0121830 ± 0,0000005	9,0122 ± 0,0001
5	B	bor	[10,806; 10,821]	10,81 ± 0,02	[b]
6	C	węgiel	[12,0096; 12,0116]	12,011 ± 0,002
7	N	azot	[14,00643; 14,00728]	14,007 ± 0,001	[b]
8	O	tlen	[15,99903; 15,99977]	15,999 ± 0,001	[b]
9	F	fluor	18,998403162 ± 0,000000005	18,998 ± 0,001
10	Ne	neon	20,1797 ± 0,0006	20,180 ± 0,001	[b][c]
11	Na	sód	22,98976928 ± 0,00000002	22,990 ± 0,001
12	Mg	magnez	[24,304; 24,307]	24,305 ± 0,002
13	Al	glin	26,9815384 ± 0,0000003	26,982 ± 0,001
14	Si	krzem	[28,084; 28,086]	28,085 ± 0,001
15	P	fosfor	30,973761998 ± 0,000000005	30,974 ± 0,001
16	S	siarka	[32,059; 32,076]	32,06 ± 0,02
17	Cl	chlor	[35,446; 35,457]	35,45 ± 0,01	[b]
18	Ar	argon	[39,792; 39,963]	39,95 ± 0,16
19	K	potas	39,0983 ± 0,0001	39,098 ± 0,001
20	Ca	wapń	40,078 ± 0,0004	40,078 ± 0,004	[c]
21	Sc	skand	44,955907 ± 0,000004	44,956 ± 0,001
22	Ti	tytan	47,867 ± 0,001	47,867 ± 0,001
23	V	wanad	50,9415 ± 0,0001	50,942 ± 0,001
24	Cr	chrom	51,9961 ± 0,0006	51,996 ± 0,001
25	Mn	mangan	54,938043 ± 0,000002	54,938 ± 0,001
26	Fe	żelazo	55,845 ± 0,002	55,845 ± 0,002
27	Co	kobalt	58,933194 ± 0,000003	58,933 ± 0,001
28	Ni	nikiel	58,6934 ± 0,0004	58,693 ± 0,001	[d]
29	Cu	miedź	63,546 ± 0,003	63,546 ± 0,003	[d]
30	Zn	cynk	65,38 ± 0,02	65,38 ± 0,02	[d]
31	Ga	gal	69,723 ± 0,001	69,723 ± 0,001
32	Ge	german	72,630 ± 0,008	72,630 ± 0,008
33	As	arsen	74,921595 ± 0,000006	74,922 ± 0,001
34	Se	selen	78,971 ± 0,008	78,971 ± 0,008	[d]
35	Br	brom	[79,901; 79,907]	79,904 ± 0,003
36	Kr	krypton	83,798 ± 0,002	83,798 ± 0,002	[b][c]
37	Rb	rubid	85,4678 ± 0,0003	85,468 ± 0,001	[c]
38	Sr	stront	87,62 ± 0,01	87,62 ± 0,01	[c][d]
39	Y	itr	88,905838 ± 0,000002	88,906 ± 0,001
40	Zr	cyrkon	91,224 ± 0,002	91,224 ± 0,002	[c]
41	Nb	niob	92,90637 ± 0,00001	92,906 ± 0,001
42	Mo	molibden	95,95 ± 0,01	95,95 ± 0,01	[c]
43	Tc	technet	–	–
44	Ru	ruten	101,07 ± 0,02	101,07 ± 0,02	[c]
45	Rh	rod	102,90549 ± 0,00002	102,91 ± 0,01
46	Pd	pallad	106,42 ± 0,01	106,42 ± 0,01	[c]
47	Ag	srebro	107,8682 ± 0,0002	107,87 ± 0,01	[c]
48	Cd	kadm	112,414 ± 0,004	112,41 ± 0,01	[c]
49	In	ind	114,818 ± 0,001	114,82 ± 0,01
50	Sn	cyna	118,710 ± 0,007	118,71 ± 0,01	[c]
51	Sb	antymon	121,760 ± 0,001	121,76 ± 0,01	[c]
52	Te	tellur	127,60 ± 0,03	127,60 ± 0,03	[c]
53	I	jod	126,90447 ± 0,00003	126,90 ± 0,01
54	Xe	ksenon	131,293 ± 0,006	131,29 ± 0,01	[b][c]
55	Cs	cez	132,90545196 ± 0,00000006	132,91 ± 0,01
56	Ba	bar	137,327 ± 0,007	137,33 ± 0,01
57	La	lantan	138,90547 ± 0,00007	138,91 ± 0,01	[c]
58	Ce	cer	140,116 ± 0,001	140,12 ± 0,01	[c]
59	Pr	prazeodym	140,90766 ± 0,00001	140,91 ± 0,01
60	Nd	neodym	144,242 ± 0,003	144,24 ± 0,01	[c]
61	Pm	promet	–	–
62	Sm	samar	150,36 ± 0,02	150,36 ± 0,02	[c]
63	Eu	europ	151,964 ± 0,001	151,96 ± 0,01	[c]
64	Gd	gadolin	157,25 ± 0,03	157,25 ± 0,03	[c]
65	Tb	terb	158,925354 ± 0,000007	158,93 ± 0,01
66	Dy	dysproz	162,500 ± 0,001	162,50 ± 0,01	[c]
67	Ho	holm	164,930329 ± 0,000005	164,93 ± 0,01
68	Er	erb	167,259 ± 0,003	167,26 ± 0,01	[c]
69	Tm	tul	168,934219 ± 0,000005	168,93 ± 0,01
70	Yb	iterb	173,045 ± 0,010	173,05 ± 0,02	[c]
71	Lu	lutet	174,9668 ± 0,0001	174,97 ± 0,01	[c]
72	Hf	hafn	178,486 ± 0,006	178,49 ± 0,01	[c]
73	Ta	tantal	180,94788 ± 0,00002	180,95 ± 0,01
74	W	wolfram	183,84 ± 0,01	183,84 ± 0,01
75	Re	ren	186,207 ± 0,001	186,21 ± 0,01
76	Os	osm	190,23 ± 0,03	190,23 ± 0,03	[c]
77	Ir	iryd	192,217 ± 0,002	192,22 ± 0,01
78	Pt	platyna	195,084 ± 0,009	195,08 ± 0,02
79	Au	złoto	196,966570 ± 0,000004	196,97 ± 0,01
80	Hg	rtęć	200,592 ± 0,003	200,59 ± 0,01
81	Tl	tal	[204,382; 204,385]	204,38 ± 0,01
82	Pb	ołów	[206,14; 207,94]	207,2 ± 1,1
83	Bi	bizmut	208,98040 ± 0,00001	208,98 ± 0,01
84	Po	polon	–	–
85	At	astat	–	–
86	Rn	radon	–	–
87	Fr	frans	–	–
88	Ra	rad	–	–
89	Ac	aktyn	–	–
90	Th	tor	232,0377 ± 0,0004	232,04 ± 0,01	[c]
91	Pa	protaktyn	231,03588 ± 0,00001	231,04 ± 0,01
92	U	uran	238,02891 ± 0,00003	238,03 ± 0,01	[b][c]
93	Np	neptun	–	–
94	Pu	pluton	–	–
95	Am	ameryk	–	–
96	Cm	kiur	–	–
97	Bk	berkel	–	–
98	Cf	kaliforn	–	–
99	Es	einstein	–	–
100	Fm	ferm	–	–
101	Md	mendelew	–	–
102	No	nobel	–	–
103	Lr	lorens	–	–
104	Rf	rutherford	–	–
105	Db	dubn	–	–
106	Sg	seaborg	–	–
107	Bh	bohr	–	–
108	Hs	has	–	–
109	Mt	meitner	–	–
110	Ds	darmsztadt	–	–
111	Rg	roentgen	–	–
112	Cn	kopernik	–	–
113	Nh	nihon	–	–
114	Fl	flerow	–	–
115	Mc	moskow	–	–
116	Lv	liwermor	–	–
117	Ts	tenes	–	–
118	Og	oganeson	–	–

Zobacz też

Zobacz multimedia związane z tematem: Względna masa atomowa

Zobacz hasło masa atomowa w Wikisłowniku

• liczba masowa
• masa cząsteczkowa
• masa molowa

Uwagi

1. Jako „materiał normalny” określa się każdą substancję z wyjątkiem tych, które: (1) zostały w znacznym stopniu, umyślnie, nieumyślnie lub w nieokreślony sposób poddane modyfikacjom składu izotopowego, (2) mają pozaziemskie pochodzenie, (3) ich skład izotopowy jest wynikiem anomalii lub zaistnienia innych wyjątkowych okoliczności (np. naturalnego reaktora jądrowego).
2. W dostępnych komercyjnie produktach mogą występować znaczne odchylenia masy atomowej od podanej, z uwagi na zmianę składu izotopowego w rezultacie nieznanego bądź niezamierzonego frakcjonowania izotopowego. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
3. Znane są próbki geologiczne, w których pierwiastek ten ma skład izotopowy odbiegający od występującego w większości źródeł naturalnych. Masa atomowa pierwiastka w tych próbkach może więc różnić się od podanej w stopniu większym niż wskazana niepewność. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
4. Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.

Przypisy

1. atomic mass, m_A, [w:] A.D.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI: 10.1351/goldbook.A00496, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).
2. unified atomic mass unit, [w:] A.D.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI: 10.1351/goldbook.U06554, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).
3. relative atomic mass (atomic weight), A_r, [w:] A.D.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI: 10.1351/goldbook.R05258, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).
4. standard atomic weights, [w:] A.D.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI: 10.1351/goldbook.S05907, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).
5. ThomasT. Prohaska ThomasT. i inni, Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report), „Pure and Applied Chemistry”, 94 (5), 2021, s. 573–600, DOI: 10.1515/pac-2019-0603 (ang.).

Kontrola autorytatywna (pojęcie):

• LCCN: sh85009318
• GND: 4143329-4
• NDL: 00562390
• BnF: 11977610z
• BNCF: 38175
• J9U: 987007295868705171
• LNB: 000235813

Encyklopedie internetowe:

• Treccani: massa-atomica
• SNL: atommasse
• VLE: santykine-atomine-mase
• DSDE: atommasse