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. Częściej stosowanym pojęciem jest jednak względna masa atomowa (Ar, przest. ciężar atomowy) będąca stosunkiem masy atomowej do jednostki masy atomowej, a więc wielkością niemianowaną. 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).
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 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.
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.
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.
Lista standardowych względnych mas atomowych
| L.a. | Symbol | Nazwa pierwiastka | Standardowa względna masa atomowa | Wartość przybliżona | Uwagi |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | H | wodór | [1,00784; 1,00811] | 1,0080 ± 0,0002 | |
| 2 | He | hel | 4,002602 ± 0,000002 | 4,0026 ± 0,0001 | |
| 3 | Li | lit | [6,938; 6,997] | 6,94 ± 0,06 | |
| 4 | Be | beryl | 9,0121830 ± 0,0000005 | 9,0122 ± 0,0001 | |
| 5 | B | bor | [10,806; 10,821] | 10,81 ± 0,02 | |
| 6 | C | węgiel | [12,0096; 12,0116] | 12,011 ± 0,002 | |
| 7 | N | azot | [14,00643; 14,00728] | 14,007 ± 0,001 | |
| 8 | O | tlen | [15,99903; 15,99977] | 15,999 ± 0,001 | |
| 9 | F | fluor | 18,998403162 ± 0,000000005 | 18,998 ± 0,001 | |
| 10 | Ne | neon | 20,1797 ± 0,0006 | 20,180 ± 0,001 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 29 | Cu | miedź | 63,546 ± 0,003 | 63,546 ± 0,003 | |
| 30 | Zn | cynk | 65,38 ± 0,02 | 65,38 ± 0,02 | |
| 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 | |
| 35 | Br | brom | [79,901; 79,907] | 79,904 ± 0,003 | |
| 36 | Kr | krypton | 83,798 ± 0,002 | 83,798 ± 0,002 | |
| 37 | Rb | rubid | 85,4678 ± 0,0003 | 85,468 ± 0,001 | |
| 38 | Sr | stront | 87,62 ± 0,01 | 87,62 ± 0,01 | |
| 39 | Y | itr | 88,905838 ± 0,000002 | 88,906 ± 0,001 | |
| 40 | Zr | cyrkon | 91,224 ± 0,002 | 91,224 ± 0,002 | |
| 41 | Nb | niob | 92,90637 ± 0,00001 | 92,906 ± 0,001 | |
| 42 | Mo | molibden | 95,95 ± 0,01 | 95,95 ± 0,01 | |
| 43 | Tc | technet | – | – | |
| 44 | Ru | ruten | 101,07 ± 0,02 | 101,07 ± 0,02 | |
| 45 | Rh | rod | 102,90549 ± 0,00002 | 102,91 ± 0,01 | |
| 46 | Pd | pallad | 106,42 ± 0,01 | 106,42 ± 0,01 | |
| 47 | Ag | srebro | 107,8682 ± 0,0002 | 107,87 ± 0,01 | |
| 48 | Cd | kadm | 112,414 ± 0,004 | 112,41 ± 0,01 | |
| 49 | In | ind | 114,818 ± 0,001 | 114,82 ± 0,01 | |
| 50 | Sn | cyna | 118,710 ± 0,007 | 118,71 ± 0,01 | |
| 51 | Sb | antymon | 121,760 ± 0,001 | 121,76 ± 0,01 | |
| 52 | Te | tellur | 127,60 ± 0,03 | 127,60 ± 0,03 | |
| 53 | I | jod | 126,90447 ± 0,00003 | 126,90 ± 0,01 | |
| 54 | Xe | ksenon | 131,293 ± 0,006 | 131,29 ± 0,01 | |
| 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 | |
| 58 | Ce | cer | 140,116 ± 0,001 | 140,12 ± 0,01 | |
| 59 | Pr | prazeodym | 140,90766 ± 0,00001 | 140,91 ± 0,01 | |
| 60 | Nd | neodym | 144,242 ± 0,003 | 144,24 ± 0,01 | |
| 61 | Pm | promet | – | – | |
| 62 | Sm | samar | 150,36 ± 0,02 | 150,36 ± 0,02 | |
| 63 | Eu | europ | 151,964 ± 0,001 | 151,96 ± 0,01 | |
| 64 | Gd | gadolin | 157,25 ± 0,03 | 157,25 ± 0,03 | |
| 65 | Tb | terb | 158,925354 ± 0,000007 | 158,93 ± 0,01 | |
| 66 | Dy | dysproz | 162,500 ± 0,001 | 162,50 ± 0,01 | |
| 67 | Ho | holm | 164,930329 ± 0,000005 | 164,93 ± 0,01 | |
| 68 | Er | erb | 167,259 ± 0,003 | 167,26 ± 0,01 | |
| 69 | Tm | tul | 168,934219 ± 0,000005 | 168,93 ± 0,01 | |
| 70 | Yb | iterb | 173,045 ± 0,010 | 173,05 ± 0,02 | |
| 71 | Lu | lutet | 174,9668 ± 0,0001 | 174,97 ± 0,01 | |
| 72 | Hf | hafn | 178,486 ± 0,006 | 178,49 ± 0,01 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 91 | Pa | protaktyn | 231,03588 ± 0,00001 | 231,04 ± 0,01 | |
| 92 | U | uran | 238,02891 ± 0,00003 | 238,03 ± 0,01 | |
| 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
Uwagi
- ↑ 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).
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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 (patrz: 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.)).
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 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 (patrz: 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.)).
- 1 2 3 4 5 6 Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością (patrz: 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.)).
Przypisy
- ↑ 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.).
- ↑ 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.).
- ↑ 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.).
- ↑ 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.).
- 1 2 3 4 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.).