비슷한 이름의 原子量 에 關해서는 該當 文書를 參照하십시오.

原子 質量 (原子質量, atomic mass m _a )銀 原子의 質量이다. 單位는 結合이 없는 安定한 狀態의 炭素-12 原子 質量의 1/12을 1 u 로 定義한 原子 質量 單位 (原子質量單位, 記號:  u , Da )를 使用한다. ^[1] 原子 들의 大部分의 質量 은 原子核 의 陽性子 와 中性子 가 차지하고 그 값은 質量數 에 近接한다.

原子 質量 을 原子質量單位 로 나누어 純粹한 數 比率을 만들 때, 原子의 原子 質量은 相對 同位 元素 質量 이라고 불리는 無次元수 (無次元數)가 된다. 이와 같이 炭素-12 原子의 原子 質量은 12 u 또는 12 Da 이고 炭素-12 原子의 相對 同位 元素 質量은 單純히 12로만 表現한다.

原子 質量 또는 相對 同位元素 質量은 單一 粒子의 質量이며 根本的으로 原子量 (原子量), 標準 原子量(記號: A _r )와는 다르다. 둘 다 元素 標本에 對한 自然 狀態 原子의 數學的 平均値이며 1 u 로 나누었기 때문에 無次元 數이다. 大部分의 元素들은 하나 以上의 安定된 核種 (核種)을 가진다. 元素들의 各 核種들이 다른 質量을 가지기 때문에 이 元素들에 對한 平均値는 元素에 存在하는 서로 다른 核種들의 混合比에 依存한다. 샘플의 供給源에 따라 이 값은 어느 程度 制限(標準 原子量이라고 하는 값을 設定)된다. 對照的으로 原子 質量은 各各의 粒子 種과 關係가 있다. 같은 種類의 原子들은 同一하기 때문에 原子 質量 羞恥는 變化가 全혀 없을 것이다. 그러므로 原子 質量 數値는 普通 原子量 보다 더 많은 有效數字 (有效數字)를 包含한다. 標準 原子量은 各 元素의 同位 元素 들의 存在比 에 對한 原子 質量과 關係가 있고, 大槪 存在比가 가장 큰 同位 元素의 原子 質量과 거의 같은 값이다.

原子, 이온 또는 原子核의 原子 質量 은 結合 에너지 損失에 依해 그들의 構成要素인 陽性子, 中性子 그리고 電子 들의 質量合보다 若干 작다. ^[2]

相對 同位 元素 質量 [ 編輯 ]

相對 同位 元素 質量은 炭素-12 原子의 質量을 12로 設定하였을 때 주어진 同位 元素의 質量에 對한 相對値이다.

相對 同位 元素 質量은 原子 質量이 原子 質量 單位 으로 表記될 때 같은 數値를 가진다는 點에서 類似하다. 두 槪念의 唯一한 差異點은 相對 同位元素 質量은 單位가 없는 純粹한 數字라는 것이다. 이러한 單位의 喪失은 炭素-12 原子를 標準으로 하여 그 比率을 나타내었기 때문이다. 그리고 "相對 同位元素 質量"에서 "相對"의 單語는 위의 ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子에 對한 相對 尺度를 나타낸다.

例를 들어, ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子의 相對 同位 元素 質量 은 正確히 12이다. 이와 比較하여, ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子의 原子 質量은 正確히 12 Da 또는 12 u이며 ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子의 原子 質量은 1.66 x 10 ^?27  kg 과 같이 다른 單位로도 表現할 수 있다.

${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子 以外의 核種은 自然數 값의 相對 同位 元素 質量을 갖지 않는다. u 또는 Da 로 表現된 核種度 마찬가지로 ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子 以外에는 自然數 값을 갖지는 않지만 恒常 自然數에 가깝다.

類似 用語 및 敷衍 說明 [ 編輯 ]

原子 質量과 相對 同位 元素 質量은 混同하기 쉽다. 또한 올바르게 使用되지 않을 때가 種種 있다. 相對 原子 質量의 同義語인 標準 原子量, 標準化 된 原子量 이라는 意味에서 특별한 種類의 原子量)과 같이 混同할 수 있다. 그러나 앞서 言及했듯이, 原子量과 標準 原子量은 單一 核種 元素 가 아닌 元素 샘플의 同位 元素 存在度에 對한 平均値인 것이다. 그런 式으로, 原子量과 標準 原子量은 大槪 原子 質量 이나 相對 同位 元素 質量과는 數値的으로 다르며 이 값들이 統一된 原子 質量 單位 로 表現되지 않았을 때 原子 質量과는 다른 單位 를 가질 수 있다.

原子 質量은 한番에 하나의 同位元素 또는 核種의 原子의 質量으로 定義되며 存在度에 對한 加重 平均値가 아니다. 그러므로 化學 元素의 同位 元素 나 核種 의 原子 質量 또는 相對 同位 元素 質量은 매우 精密하게 測定할 수 있는 數字이다. 그러한 核種의 모든 試料들은 다른 試料들과 正確하게 同一할 것으로 豫想되고 같은 에너지 準位 의 모든 原子들의 核種에 對한 모든 試料들 또한 다른 試料들과 正確히 同一할 것으로 豫想되기 때문이다. 例를 들어, 酸素-16 의 모든 原子들은 다른 모든 ${\displaystyle {\ce {^{16}_{8}O}}}$의 原子들과 正確히 同一한 原子 質量을 가질 것으로 豫想된다.

單一 核種 元素 이거나 하나의 主要 同位 元素 를 갖는 많은 元素의 境遇, 가장 一般的인 同位 元素의 原子 質量과 (標準) 相對 原子 質量 또는 (標準) 原子量 間의 實際 數値 類似性 또는 그 差異는 작거나 甚至於는 없으며 大部分은 計算에 影響을 미치지 않는다. 그러나 이러한 誤謬는 單一 核種으로 考慮하지 않을 때 存在할 수 있으며 重要할 수도 있다.

하나 以上의 同位 元素를 갖는 非(非) 單一 核種 元素 들의 境遇에는 相對 同位 元素 質量으로부터 相對 原子 質量( 原子量 ) 間의 數値的 差異는 質量 單位의 折半 以上일 수 있다(예컨대, 鹽素 (元宵) 의 境遇에는 原子量 과 標準 原子量은 거의 35.45 이다). 드물게 同位 元素 의 原子 質量은 相對 原子 質量, 原子量 또는 標準 原子量과 조금 다를 수 있다.

統一된 原子 質量 單位 로 表現된 原子 質量(卽, 相對 同位 元素 質量)은 ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 原子를 除外하곤 恒常 2가지 理由 때문에 그 값이 自然數에 近接해있다.

• 陽性子 와 中性子 는 다른 質量을 가지며 核種마다 그 比率이 다르다.
• 그들의 結合 에너지 때문에 原子 質量 이 減少한다.

原子 質量 에 對한 質量數 (核子數)의 比率은 ¹ H는 1.00782505, ⁵⁶ Fe는 0.99884로 多樣하다.

核子 間 結合 에너지로 因한 質量 缺陷은 實驗的으로, 同等한 數의 自由 核者들의 質量 合 보다 작은 比率(1% 未滿)이다. ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 元子는 核子當 平均 質量을 比較해보면 이는 다른 原子들에 비해 相當히 强하게 結合되어있다. 大部分의 原子들의 結合에 對한 質量의 缺陷은 매우 작은 部分이다. 自由로운 陽性子 들과 中性子 들은 매우 작은 質量 差異가 있다(대략 0.00014  u ). 原子 質量 單位 로 주어진 相對 同位 元素 質量이나 原子 質量을 가장 가까운 自然水路 半올림하면 恒常 核子 數 또는 質量數 가 算出된다. 덧붙여, 中性子의 數는 質量數 ( 核子 수)에서 陽性子 수( 原子 番號 )를 差減하여 導出 할 수 있다.

原子 質量 缺陷과 結合 에너지 曲線 [ 編輯 ]

${\displaystyle {\ce {Z}}}$ 個의 陽性子 와 ${\displaystyle {\ce {N}}}$ 個의 中性子 로 元素 ${\displaystyle {\ce {X}}}$를 만든다면 缺損된 質量 은 다음과 같다.

${\displaystyle \Delta =ZM_{p}+NM_{N}-M_{X}}$

이 값은 모든 核에 對하여 恒常 量의 값이다. 또한 核의 質量은 陽性子와 中性子를 合한 것보다 작다는 것이다. 缺損된 質量에 빛의 常數를 제곱한 값을 곱하여 에너지 單位( E = mc ² )를 算出해낸다면, Δ c ² 가 되고 이것이 核의 結合 에너지이다. 結合 에너지 를 核子의 數에 對하여 定規化 한다면, 아래의 式으로 表現할 수 있다.

${\displaystyle \Delta {c^{2}}/(N+Z)}$

核子 의 數에 對한 結合 에너지 의 曲線은 작은 原子 質量에서는 가파르게 上昇한다. 40 以上의 質量數를 가지는 核은 9 MeV 조금 아래까지 緩慢하게 上昇하다가 ⁵⁶ Fe 元素에서부터 漸次 減少함을 알 수 있다. 結合 에너지 生成에 對해서는 두가지 部類가 있다. 두 個의 가벼운 核이 結合되어 結合 에너지 曲線에서 더 높은 結合 에너지를 가지는 무거운 核을 만드는 核融合 反應과 하나의 무거운 核으로부터 各 核當 높은 結合 에너지를 가지는 두 個의 가벼운 核을 만드는 核分裂 反應이다. ^[3]

質量數 에 對한 原子 質量(單位: Da)의 比率은 炭素-12 의 境遇 1 로 定義되고, 그 以後로 最低値인 ⁵⁶ Fe까지 減少한다( ⁵⁸ Fe 과 ⁶² Ni 萬 조금 더 큰 값을 가진다.). 그 後, 무거운 同位 元素 들은 原子 番號 가 增加함과 同時에 그 값 또한 增加한다. 이 結果로부터, 지르코늄 보다 무거운 元素의 核分裂 은 에너지를 만들어 내고, 나이오븀 보다 가벼운 元素들은 에너지를 必要로 한다. 다른 한便으로는 스칸듐 보다 가벼운 元素 2 個의 核融合 ( 헬륨 은 除外)은 에너지를 만들어 내고, 칼슘 보다 무거운 元素들은 에너지를 必要로 한다.

原子 質量의 測定 方法 [ 編輯 ]

原子들의 質量에 對한 比較와 測定은 質量 分析法 ( Mass spectrometry , MS)을 통해 이루어진다.

原子 質量 單位와 그램 사이의 換算因子 [ 編輯 ]

巨視的 數量에서 物質의 量을 定量化 하는데 使用되는 國際單位系 (SI)는 몰 ( mole , 單位 mol)이며 ${\displaystyle {\ce {^{12}_{6}C}}}$ 12 g에 含有되는 原子 의 數로 定義한다. 1 몰에 該當하는 粒子의 數를 아보가드로 수 ( Avogadro's number )라고 부르며, 大略 6.0221415×10 ²³ 이다.

1 몰의 物質은 恒常 그 物質의 몰 質量 또는 原子量 을 거의 正確하게 包含한다. 그러나 自然 發生 元素인가에 따라서 原子 質量 은 그렇지 않을 수 있다. 例를 들어, 철 의 原子量 은 55.847 g/mol 이고, 地球上에서 흔히 發見되는 鐵 1 몰은 55.847 그램의 質量 을 가지고 있다. ⁵⁶ Fe 同位 元素 의 原子 質量은 55.935 u 이고 1 몰의 ⁵⁶ Fe 原子 들은 理論上 55.935 g의 質量을 가지나, 純粹한 ⁵⁶ Fe의 이러한 數値들은 地球上에서는 찾을 수가 없다. 그러나, 地球上에서 찾을 수 있는 오직 하나만의 同位 元素 를 가지는 22가지의 單一 核種 元素 (일一般的로, 베릴륨 , 플루오린 , 나트륨 과 알루미늄 )들과 이 元素들의 原子量 과 原子 質量은 같다. 따라서 이러한 元素들은 原子 質量 값의 標準 基準으로 使用할 수 있다.

單一 原子에 對하여 原子 質量 單位 와 國際單位系 사이의 換算式은 다음과 같다.

${\displaystyle 1u={\frac {M_{u}}{N_{A}}}={\frac {1g/mol}{N_{A}}}}$

${\displaystyle M_{u}}$는 몰 質量 上水 , ${\displaystyle N_{A}}$는 아보가드로 수 이다.

各州 [ 編輯 ]

같이 보기 [ 編輯 ]

• 原子量
• 質量數
• 同位 元素

外部 링크 [ 編輯 ]

• 原子 質量의 槪念과 測定에 對한 講座
• 原子 무게와 國際 委員會 ? 歷史 되짚어보기

化學 포털