Masa atomowa

Masa atomowa (ma) – 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 (Ar, 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 (Ar°) 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 brane 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:

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.SymbolNazwa pierwiastkaStandardowa względna masa atomowaWartość przybliżonaUwagi
1Hwodór[1,00784; 1,00811]1,0080 ± 0,0002[b]
2Hehel4,002602 ± 0,0000024,0026 ± 0,0001[c][d]
3Lilit[6,938; 6,997]6,94 ± 0,06[b]
4Beberyl9,0121830 ± 0,00000059,0122 ± 0,0001
5Bbor[10,806; 10,821]10,81 ± 0,02[b]
6Cwęgiel[12,0096; 12,0116]12,011 ± 0,002
7Nazot[14,00643; 14,00728]14,007 ± 0,001[b]
8Otlen[15,99903; 15,99977]15,999 ± 0,001[b]
9Ffluor18,998403162 ± 0,00000000518,998 ± 0,001
10Neneon20,1797 ± 0,000620,180 ± 0,001[b][c]
11Nasód22,98976928 ± 0,0000000222,990 ± 0,001
12Mgmagnez[24,304; 24,307]24,305 ± 0,002
13Alglin26,9815384 ± 0,000000326,982 ± 0,001
14Sikrzem[28,084; 28,086]28,085 ± 0,001
15Pfosfor30,973761998 ± 0,00000000530,974 ± 0,001
16Ssiarka[32,059; 32,076]32,06 ± 0,02
17Clchlor[35,446; 35,457]35,45 ± 0,01[b]
18Arargon[39,792; 39,963]39,95 ± 0,16
19Kpotas39,0983 ± 0,000139,098 ± 0,001
20Cawapń40,078 ± 0,000440,078 ± 0,004[c]
21Scskand44,955907 ± 0,00000444,956 ± 0,001
22Titytan47,867 ± 0,00147,867 ± 0,001
23Vwanad50,9415 ± 0,000150,942 ± 0,001
24Crchrom51,9961 ± 0,000651,996 ± 0,001
25Mnmangan54,938043 ± 0,00000254,938 ± 0,001
26Feżelazo55,845 ± 0,00255,845 ± 0,002
27Cokobalt58,933194 ± 0,00000358,933 ± 0,001
28Ninikiel58,6934 ± 0,000458,693 ± 0,001[d]
29Cumiedź63,546 ± 0,00363,546 ± 0,003[d]
30Zncynk65,38 ± 0,0265,38 ± 0,02[d]
31Gagal69,723 ± 0,00169,723 ± 0,001
32Gegerman72,630 ± 0,00872,630 ± 0,008
33Asarsen74,921595 ± 0,00000674,922 ± 0,001
34Seselen78,971 ± 0,00878,971 ± 0,008[d]
35Brbrom[79,901; 79,907]79,904 ± 0,003
36Krkrypton83,798 ± 0,00283,798 ± 0,002[b][c]
37Rbrubid85,4678 ± 0,000385,468 ± 0,001[c]
38Srstront87,62 ± 0,0187,62 ± 0,01[c][d]
39Yitr88,905838 ± 0,00000288,906 ± 0,001
40Zrcyrkon91,224 ± 0,00291,224 ± 0,002[c]
41Nbniob92,90637 ± 0,0000192,906 ± 0,001
42Momolibden95,95 ± 0,0195,95 ± 0,01[c]
43Tctechnet––
44Ruruten101,07 ± 0,02101,07 ± 0,02[c]
45Rhrod102,90549 ± 0,00002102,91 ± 0,01
46Pdpallad106,42 ± 0,01106,42 ± 0,01[c]
47Agsrebro107,8682 ± 0,0002107,87 ± 0,01[c]
48Cdkadm112,414 ± 0,004112,41 ± 0,01[c]
49Inind114,818 ± 0,001114,82 ± 0,01
50Sncyna118,710 ± 0,007118,71 ± 0,01[c]
51Sbantymon121,760 ± 0,001121,76 ± 0,01[c]
52Tetellur127,60 ± 0,03127,60 ± 0,03[c]
53Ijod126,90447 ± 0,00003126,90 ± 0,01
54Xeksenon131,293 ± 0,006131,29 ± 0,01[b][c]
55Cscez132,90545196 ± 0,00000006132,91 ± 0,01
56Babar137,327 ± 0,007137,33 ± 0,01
57Lalantan138,90547 ± 0,00007138,91 ± 0,01[c]
58Cecer140,116 ± 0,001140,12 ± 0,01[c]
59Prprazeodym140,90766 ± 0,00001140,91 ± 0,01
60Ndneodym144,242 ± 0,003144,24 ± 0,01[c]
61Pmpromet––
62Smsamar150,36 ± 0,02150,36 ± 0,02[c]
63Eueurop151,964 ± 0,001151,96 ± 0,01[c]
64Gdgadolin157,25 ± 0,03157,25 ± 0,03[c]
65Tbterb158,925354 ± 0,000007158,93 ± 0,01
66Dydysproz162,500 ± 0,001162,50 ± 0,01[c]
67Hoholm164,930329 ± 0,000005164,93 ± 0,01
68Ererb167,259 ± 0,003167,26 ± 0,01[c]
69Tmtul168,934219 ± 0,000005168,93 ± 0,01
70Ybiterb173,045 ± 0,010173,05 ± 0,02[c]
71Lulutet174,9668 ± 0,0001174,97 ± 0,01[c]
72Hfhafn178,486 ± 0,006178,49 ± 0,01[c]
73Tatantal180,94788 ± 0,00002180,95 ± 0,01
74Wwolfram183,84 ± 0,01183,84 ± 0,01
75Reren186,207 ± 0,001186,21 ± 0,01
76Ososm190,23 ± 0,03190,23 ± 0,03[c]
77Iriryd192,217 ± 0,002192,22 ± 0,01
78Ptplatyna195,084 ± 0,009195,08 ± 0,02
79Auzłoto196,966570 ± 0,000004196,97 ± 0,01
80Hgrtęć200,592 ± 0,003200,59 ± 0,01
81Tltal[204,382; 204,385]204,38 ± 0,01
82Pbołów[206,14; 207,94]207,2 ± 1,1
83Bibizmut208,98040 ± 0,00001208,98 ± 0,01
84Popolon––
85Atastat––
86Rnradon––
87Frfrans––
88Rarad––
89Acaktyn––
90Thtor232,0377 ± 0,0004232,04 ± 0,01[c]
91Paprotaktyn231,03588 ± 0,00001231,04 ± 0,01
92Uuran238,02891 ± 0,00003238,03 ± 0,01[b][c]
93Npneptun––
94Pupluton––
95Amameryk––
96Cmkiur––
97Bkberkel––
98Cfkaliforn––
99Eseinstein––
100Fmferm––
101Mdmendelew––
102Nonobel––
103Lrlorens––
104Rfrutherford––
105Dbdubn––
106Sgseaborg––
107Bhbohr––
108Hshas––
109Mtmeitner––
110Dsdarmsztadt––
111Rgroentgen––
112Cnkopernik––
113Nhnihon––
114Flflerow––
115Mcmoskow––
116Lvliwermor––
117Tstenes––
118Ogoganeson––

Zobacz też

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. ↑ a b c d e f g h i j 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.
  3. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad 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.
  4. ↑ a b c d e f Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością.

Przypisy

  1. ↑ atomic mass, mA, [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson, 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. McNaught, A. Wilkinson, 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), Ar, [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson, 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. McNaught, A. Wilkinson, 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. ↑ a b c d Thomas Prohaska 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.).