原子量は通常の物理的単位または原子質量（UMA OU）の単位で表すことができる原子に存在する材料の量です。アトムは、そのほとんどすべての構造で空です。軌道と呼ばれる領域で拡散する電子。それらを見つける特定の確率があり、その核。
原子の核には陽子と中性子があります。前者は正電荷、後者は中性電荷です。これらの2つの素粒子は、電子の質量よりもはるかに大きな質量を持っています。したがって、原子の質量は原子核によって支配され、真空や電子によって支配されません。
主な素粒子と核の質量。出典：ガブリエルボリバル
電子の質量は約9.1・10 -31 kgですが、陽子の質量は1.67・10 -27 kgで、質量比は1,800です。つまり、陽子の重量は電子の1800倍です。同様に、中性子と電子の質量でも同じことが起こります。そのため、通常の目的での電子の質量寄与は無視できると見なされます。
このため、通常、原子の質量または原子質量は原子核の質量にのみ依存すると想定されています。これは、中性子と陽子の物質の合計で構成されます。この推論から2つの概念が明らかになります。質量数と原子質量の両方が密接に関連しています。
原子には非常に多くの「ボイド」があり、それらの質量はほぼ完全に原子核の関数であるため、原子核は異常に密度が高いと予想されます。
物体や物体からこのボイドを取り除くと、その寸法は大幅に縮小します。また、原子核（電子なし）に基づいて小さなオブジェクトを構築できた場合、そのオブジェクトの質量は数百万トンになります。
一方、原子質量は同じ元素の異なる原子を区別するのに役立ちます。これらは同位体です。同位体は他よりも豊富であるため、特定の元素について原子の質量の平均を推定する必要があります。惑星ごと、または空間領域ごとに異なる平均値。
定義とコンセプト
定義により、原子質量は、その陽子と中性子の質量の合計であり、umaまたはuで表されます。結果の数（質量数とも呼ばれる）は、核種に使用される表記法の左上隅に無次元で配置されます。たとえば、元素15 Xの場合、その原子質量は15umaまたは15uです。
原子質量は、この元素Xの真の同一性について多くを伝えることができません。代わりに、Xの原子核の陽子に対応する原子番号が使用されます。この番号が7の場合、差（ 15-7）は8に等しくなります。つまり、Xには7つの陽子と8つの中性子があり、それらの合計は15です。
画像に戻ると、原子核には5つの中性子と4つの陽子があるため、その質量数は9です。そして9 amuはその原子の質量です。陽子が4つあり、周期表を調べると、この核がベリリウム元素Be（または9 Be）の核に対応していることがわかります。
原子質量単位
原子は小さすぎて、従来の方法や通常の天びんでは質量を測定できません。uma、uo Da（カラーブラインド）が発明されたのはこのためです。原子のために考案されたこれらの単位により、要素の原子が互いにどの程度の大きさであるかを知ることができます。
しかし、正確にはumaは何を表していますか？マス関係を確立するためのリファレンスが必要です。このため、炭素として最も豊富で安定した同位体である12 C 原子をリファレンスとして使用しました。したがって、6個の陽子（その原子番号Z）と6個の中性子があり、その原子質量は12です。
陽子と中性子は同じ質量であり、それぞれが1 amuに寄与すると仮定されています。原子質量単位は、炭素12原子の質量の12分の1（1/12）として定義されます。これは陽子または中性子の質量です。
グラムでの等価
そして今、次の質問が生じます：1 amuは何グラムに等しいですか？最初はそれを測定するのに十分な高度な技術がなかったので、化学者はすべての塊をamuで表現することに慣れなければなりませんでした。ただし、これは利点であり、欠点ではありません。
どうして？素粒子はとても小さいので、グラムで表されるそれらの質量も同じくらい小さくなければなりません。実際、1 amuは1.6605・10 -24グラムに相当します。さらに、モルの概念を使用すると、そのような単位をg /モルに変更できることを知っていて、元素の質量とその同位体をamuで処理することは問題ではありませんでした。
たとえば、15 Xと9 Beに戻ると、それらの原子質量はそれぞれ15 amuと9 amuです。これらの単位は非常に小さく、それらを操作するためにどれだけ「計量」する必要があるかを直接指示しないため、それらはそれぞれのモル質量に変換されます：15 g / molおよび9 g / mol（モルの概念とアボガドロ数を導入）。
平均原子質量
同じ元素のすべての原子が同じ質量を持っているわけではありません。これは、それらが核内により多くの素粒子を持たなければならないことを意味します。同じ要素であるため、原子番号または陽子の数は一定でなければなりません。したがって、それらが所有する中性子の量に変化があるだけです。
これは同位体の定義からそれがどのように見えるかです：同じ元素であるが異なる原子質量を持つ原子。たとえば、ベリリウムはほぼ完全に同位体9 Beで構成され、微量の10 Beが含まれています。ただし、この例は平均原子質量の概念を理解するのにあまり役立ちません。より多くの同位体を備えたものが必要です。
例
元素88 J が存在すると仮定します。これは、存在量60％のJの主要同位体です。Jには、他に2つの同位体があります。86J、存在量20％、および90 J、存在量20％。これは、地球上で収集する100個のJ原子のうち、60個が88 J、残りの40個が86 Jと90 Jの混合物であることを意味します。
Jの3つの同位体はそれぞれ独自の原子質量を持っています。つまり、中性子と陽子の合計です。ただし、Jの原子質量を手にするには、これらの質量を平均化する必要があります。地球上には、86 J の存在量が60％ではなく56％である宇宙の他の領域があるかもしれないので、ここに。
Jの平均原子質量を計算するには、その同位体の質量の加重平均を取得する必要があります。つまり、それぞれの存在量の割合を考慮に入れます。したがって、次のようになります。
平均質量（J）=（86 amu）（0.60）+（88 amu）（0.20）+（90 amu）（0.20）
= 87.2 amu
つまり、Jの平均原子質量（原子量とも呼ばれます）は87.2 amuです。一方、そのモル質量は87.2 g / molです。87.2は86よりも88に近く、90からも離れていることに注意してください。
絶対原子質量
絶対原子質量は、グラムで表される原子質量です。仮説要素Jの例から始めて、各amuが1.6605・10 -24グラムに等しいことを知って、その絶対原子質量（平均の原子質量）を計算できます。
絶対原子質量（J）= 87.2 amu *（1.6605・10 -24 g / amu）
= 1.447956・10 -22 g / Jアトム
これは、J原子の平均質量が1.447956・10 -22 gであることを意味します。
相対原子質量
相対原子質量は、数値的には特定の元素の平均原子質量と同じです。ただし、2番目とは異なり、1番目は統一性に欠けています。したがって、それは無次元です。たとえば、ベリリウムの平均原子質量は9.012182 uです。その相対原子質量は単に9.012182です。
そのため、これらの概念は非常に類似しており、それらの違いがわずかであるため、これらの概念が同義語として誤って解釈されることがよくあります。しかし、これらの質量は何に関連していますか？12 Cの質量の12分の1を基準としています。
したがって、相対原子質量が77の元素は、12 Cの1/12の77倍の質量を持っていることを意味します。
周期表の元素を見た人は、それらの質量が比較的表現されていることがわかります。それらはamuの単位を持たず、次のように解釈されます。鉄の原子質量は55,846であり、これは12 Cの1/12部分の質量の55,846倍の質量であり、55,846 amuまたは55.846 g / mol。
原子質量の計算方法
数学的には、それを計算する方法の例は、要素Jの例で与えられました。一般的に、加重平均の式を適用する必要があります。
P =Σ（同位体原子質量）（10進数での存在量）
つまり、特定の元素の各同位体（通常は自然）の原子質量（中性子+陽子）と、それぞれの地上の存在量（または考慮されるあらゆる領域）があれば、上記の加重平均を計算できます。
そしてなぜ算術平均だけではないのですか？たとえば、Jの平均原子質量は87.2 amuです。この質量をもう一度計算しますが、算術的に計算すると、次のようになります。
平均質量（J）=（88 amu + 86 amu + 90 amu）/ 3
= 88 amu
88と87.2の間には重要な違いがあることに注意してください。これは、算術平均がすべての同位体の存在量が同じであると仮定しているためです。Jの同位体は3つあるため、それぞれの存在量は100/3（33.33％）である必要があります。しかし、これは実際には当てはまりません。他よりもはるかに豊富な同位体があります。
加重平均が計算されるのはこのためです。これは、ある同位体が別の同位体に対してどれだけ豊富であるかを考慮しているためです。
例
炭素
炭素の平均原子質量を計算するには、それぞれの存在量を持つ天然の同位体が必要です。炭素の場合、これらは12 C（98.89％）および13 C（1.11％）です。それらの相対原子質量はそれぞれ12と13であり、これは順に12 amuと13 amuに等しい。解決：
平均原子質量（C）=（12 amu）（0.9889）+（13 amu）（0.0111）
= 12.0111 amu
したがって、炭素原子の質量は平均で12.01 amuです。14 Cの痕跡量があるので、この平均への影響はほとんどありません。
ナトリウム
すべての地上ナトリウム原子は23 Na 同位体で構成されているため、その存在量は100％です。そのため、通常の計算では、その質量を単純に23 amuまたは23 g / molと見なすことができます。ただし、その正確な質量は22.98976928 amuです。
酸素
それぞれのアバンダンスを持つ3つの酸素同位体は、16 O（99.762％）、17 O（0.038％）、18 O（0.2％）です。その平均原子質量を計算するためのすべてのものがあります。
平均原子質量（O）=（16 amu）（0.99762）+（17 amu）（0.00038）+（18 amu）（0.002）
= 16.00438 amu
その報告された正確な質量は実際には15.9994 amuですが。
窒素
酸素を使用して同じ手順を繰り返すと、14 N（99.634％）と15 N（0.366％）になります。そう：
平均原子質量（N）=（14 amu）（0.99634）+（15 amu）（0.00366）
= 14.00366 amu
報告された窒素の質量は14.0067 amuであり、計算した値よりわずかに高いことに注意してください。
塩素
それぞれの存在量を伴う塩素の同位体は、35 Cl（75.77％）および37 Cl（24.23％）です。私たちが持っているその平均原子質量を計算します：
平均原子質量（Cl）=（35 amu）（0.7577）+（37 amu）（0.2423）
= 35.4846 amu
報告されたものと非常に似ています（35,453 amu）。
ジスプロシウム
そして最後に、多くの天然同位体を含む元素の平均質量が計算されます：ジスプロシウム。これらとそれぞれの存在量は、156 Dy（0.06％）、158 Dy（0.10％）、160 Dy（2.34％）、161 Dy（18.91％）、162 Dy（25.51 ％）、163 Dy（24.90％）および164 Dy（28.18％）。
前の例と同様に、この金属の原子質量を計算します。
平均原子質量（Dy）=（156 amu）（0.0006％）+（158 amu）（0.0010）+（160 amu）（0.0234）+（161 amu）（0.1891）+（162 amu）（0.2551）+（163 amu）（0.2490）+（164 amu）（0.2818）
= 162.5691 amu
報告された質量は162,500 amuです。156 Dy、158 Dy、160 Dyの同位体はほとんど存在しないため、この平均は162〜163であることに注意してください。一方、支配的なのは162 Dy、163 Dy、164 Dyです。
参考文献
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