Атомная единица массы
А́томная едини́ца ма́ссы (русское обозначение: а. е. м.[1]; международное: u), она же дальто́н (русское обозначение: Да, международное: Da), она же углеродная единица[2] — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Атомная единица массы определяется как 1⁄12 массы свободного покоящегося атома углерода 12C, находящегося в основном состоянии[3].
Атомная единица массы не является единицей Международной системы единиц (СИ), но Международный комитет мер и весов относит её к единицам, допустимым к применению наравне с единицами СИ[3]. В Российской Федерации она допущена для использования в качестве внесистемной единицы без ограничения срока действия допуска с областью применения «атомная физика»[1]. В соответствии с ГОСТ 8.417-2002 и «Положением о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», наименование и обозначение единицы «атомная единица массы» не допускается применять с дольными и кратными приставками СИ[1][4]. Однако дольные и кратные единицы допустимы для использования с синонимичным названием единицы «дальтон»; например, массы биологических макромолекул часто выражаются в килодальтонах (кДа) и мегадальтонах (МДа), а чувствительность масс-спектрометрической аппаратуры может выражаться в миллидальтонах (мДа) и микродальтонах (мкДа).
Рекомендована к применению ИЮПАП в 1960 и ИЮПАК в 1961 годах. Официально рекомендованными являются англоязычные термины atomic mass unit (a. m. u.) и более точный unified atomic mass unit (u. a. m. u.) — «универсальная атомная единица массы»; в русскоязычных научных и технических источниках последний употребляется реже.
Численное значение
[править | править код]Рекомендованное Комитетом по данным для науки и техники значение а. е. м. на основании данных 2022 года[5]:
- 1 а. е. м. = 1,660 539 068 92(52)⋅10−27 кг.
1 а. е. м., выраженная в граммах, численно практически равна обратному числу Авогадро (более того, до изменения определения моля через фиксацию числа Авогадро равенство было точным), то есть 1/NA, выраженному в моль−1. Молярная масса определённого вещества, выраженная в граммах на моль, численно совпадает с массой молекулы этого вещества, выраженной в а. е. м.
Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах[6], важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м.:
Здесь c — скорость света.
История
[править | править код]Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 году Берцелиус опубликовал таблицу атомных масс, отнесённых к атомной массе кислорода, принятой равной 103. Система атомных масс Берцелиуса господствовала до 1860-х годов, когда химики опять приняли водородную шкалу. Но в 1906 году они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1⁄16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода (16O, 17O, 18O) атомные массы стали указывать по двум шкалам: химической, в основе которой лежала 1⁄16 часть средней массы атома природного кислорода, и физической с единицей массы, равной 1⁄16 массы атома нуклида 16O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, поэтому в 1960 году сначала X Генеральная ассамблея Международного союза теоретической и прикладной физики (ИЮПАП), а в 1961 году и конгресс Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) приняли углеродную шкалу[8].
Кратные и дольные единицы
[править | править код]| Кратные | Дольные | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| величина | название | обозначение | величина | название | обозначение | ||
| 101 Да | декадальтон | даДа | daDa | 10−1 Да | децидальтон | дДа | dDa |
| 102 Да | гектодальтон | гДа | hDa | 10−2 Да | сантидальтон | сДа | cDa |
| 103 Да | килодальтон | кДа | kDa | 10−3 Да | миллидальтон | мДа | mDa |
| 106 Да | мегадальтон | МДа | MDa | 10−6 Да | микродальтон | мкДа | µDa |
| 109 Да | гигадальтон | ГДа | GDa | 10−9 Да | нанодальтон | нДа | nDa |
| 1012 Да | терадальтон | ТДа | TDa | 10−12 Да | пикодальтон | пДа | pDa |
| 1015 Да | петадальтон | ПДа | PDa | 10−15 Да | фемтодальтон | фДа | fDa |
| 1018 Да | эксадальтон | ЭДа | EDa | 10−18 Да | аттодальтон | аДа | aDa |
| 1021 Да | зеттадальтон | ЗДа | ZDa | 10−21 Да | зептодальтон | зДа | zDa |
| 1024 Да | йоттадальтон | ИДа | YDa | 10−24 Да | иоктодальтон | иДа | yDa |
| 1027 Да | роннадальтон | РнДа | RDa | 10−27 Да | ронтодальтон | рнДа | rDa |
| 1030 Да | кветтадальтон | КвДа | QDa | 10−30 Да | квектодальтон | квДа | qDa |
| рекомендовано к применению применять не рекомендуется не применяются или редко применяются на практике | |||||||
Ссылки
[править | править код]- Официальная формулировка ИЮПАК
- Fundamental Physical Constants — Complete Listing (англ.)
- Атомные единицы массы / Справочник химика
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 Положение о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации. Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений. Росстандарт. Дата обращения: 21 мая 2017. Архивировано из оригинала 18 сентября 2017 года.
- ↑ Углеродная единица // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ 1 2 Non-SI units accepted for use with the SI, and units based on fundamental constants (англ.). SI Brochure: The International System of Units (SI). Международное бюро мер и весов (2014). Дата обращения: 15 августа 2015. Архивировано 11 ноября 2014 года.
- ↑ ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Дата обращения: 31 января 2015. Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 года.
- ↑ Unified atomic mass unit (англ.). The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Дата обращения: 21 мая 2024.
- ↑ CERN — Glossary Архивная копия от 17 февраля 2009 на Wayback Machine: «Electronvolt (eV): A unit of energy or mass used in particle physics» (англ.)
- ↑ 1 2 Fundamental Physical Constants — Complete Listing
- ↑ Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 23. — ISBN 5-7050-0118-5.
Литература
[править | править код]- Атомные единицы массы // Физический энциклопедический словарь (в 5 т.) / Б. А. Введенский. — М.: Сов. энциклопедия, 1960. — Т. 1. — С. 117. — 664 с.
- Гаршин А. П. Относительная атомная масса // Общая и неорганическая химия в схемах, рисунках, таблицах, химических реакциях: Учебное пособие. — СПб.: Питер, 2011. — С. 11—13, 16—19. — 288 с. — ISBN 978-5-459-00309-3. (недоступная ссылка)
- Атомная единица массы // Физическая энциклопедия (в 5 т.) / А. М. Прохоров (ред. кол.). — М.: Сов. энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 151—152. — 704 с.
- Атомная единица массы // Химическая энциклопедия (в 5 т.) / И. Л. Кнунянц (ред. кол.). — М.: Сов. энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 216. — 623 с.
