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 brana 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)[potrzebna aktualizacja?] 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[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
L.a. | Symbol | Nazwa pierwiastka | Standardowa względna masa atomowa | Wartość przybliżona | Uwagi |
---|---|---|---|---|---|
1 | H | wodór | [1,00784; 1,00811] | 1,0080 ± 0,0002 | [b] |
2 | He | hel | 4,002602 ± 0,000002 | 4,0026 ± 0,0001 | [c][d] |
3 | Li | lit | [6,938; 6,997] | 6,94 ± 0,06 | [b] |
4 | Be | beryl | 9,0121830 ± 0,0000005 | 9,0122 ± 0,0001 | |
5 | B | bor | [10,806; 10,821] | 10,81 ± 0,02 | [b] |
6 | C | węgiel | [12,0096; 12,0116] | 12,011 ± 0,002 | |
7 | N | azot | [14,00643; 14,00728] | 14,007 ± 0,001 | [b] |
8 | O | tlen | [15,99903; 15,99977] | 15,999 ± 0,001 | [b] |
9 | F | fluor | 18,998403162 ± 0,000000005 | 18,998 ± 0,001 | |
10 | Ne | neon | 20,1797 ± 0,0006 | 20,180 ± 0,001 | [b][c] |
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 | [b] |
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 | [c] |
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 | [d] |
29 | Cu | miedź | 63,546 ± 0,003 | 63,546 ± 0,003 | [d] |
30 | Zn | cynk | 65,38 ± 0,02 | 65,38 ± 0,02 | [d] |
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 | [d] |
35 | Br | brom | [79,901; 79,907] | 79,904 ± 0,003 | |
36 | Kr | krypton | 83,798 ± 0,002 | 83,798 ± 0,002 | [b][c] |
37 | Rb | rubid | 85,4678 ± 0,0003 | 85,468 ± 0,001 | [c] |
38 | Sr | stront | 87,62 ± 0,01 | 87,62 ± 0,01 | [c][d] |
39 | Y | itr | 88,905838 ± 0,000002 | 88,906 ± 0,001 | |
40 | Zr | cyrkon | 91,224 ± 0,002 | 91,224 ± 0,002 | [c] |
41 | Nb | niob | 92,90637 ± 0,00001 | 92,906 ± 0,001 | |
42 | Mo | molibden | 95,95 ± 0,01 | 95,95 ± 0,01 | [c] |
43 | Tc | technet | – | – | |
44 | Ru | ruten | 101,07 ± 0,02 | 101,07 ± 0,02 | [c] |
45 | Rh | rod | 102,90549 ± 0,00002 | 102,91 ± 0,01 | |
46 | Pd | pallad | 106,42 ± 0,01 | 106,42 ± 0,01 | [c] |
47 | Ag | srebro | 107,8682 ± 0,0002 | 107,87 ± 0,01 | [c] |
48 | Cd | kadm | 112,414 ± 0,004 | 112,41 ± 0,01 | [c] |
49 | In | ind | 114,818 ± 0,001 | 114,82 ± 0,01 | |
50 | Sn | cyna | 118,710 ± 0,007 | 118,71 ± 0,01 | [c] |
51 | Sb | antymon | 121,760 ± 0,001 | 121,76 ± 0,01 | [c] |
52 | Te | tellur | 127,60 ± 0,03 | 127,60 ± 0,03 | [c] |
53 | I | jod | 126,90447 ± 0,00003 | 126,90 ± 0,01 | |
54 | Xe | ksenon | 131,293 ± 0,006 | 131,29 ± 0,01 | [b][c] |
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 | [c] |
58 | Ce | cer | 140,116 ± 0,001 | 140,12 ± 0,01 | [c] |
59 | Pr | prazeodym | 140,90766 ± 0,00001 | 140,91 ± 0,01 | |
60 | Nd | neodym | 144,242 ± 0,003 | 144,24 ± 0,01 | [c] |
61 | Pm | promet | – | – | |
62 | Sm | samar | 150,36 ± 0,02 | 150,36 ± 0,02 | [c] |
63 | Eu | europ | 151,964 ± 0,001 | 151,96 ± 0,01 | [c] |
64 | Gd | gadolin | 157,25 ± 0,03 | 157,25 ± 0,03 | [c] |
65 | Tb | terb | 158,925354 ± 0,000007 | 158,93 ± 0,01 | |
66 | Dy | dysproz | 162,500 ± 0,001 | 162,50 ± 0,01 | [c] |
67 | Ho | holm | 164,930329 ± 0,000005 | 164,93 ± 0,01 | |
68 | Er | erb | 167,259 ± 0,003 | 167,26 ± 0,01 | [c] |
69 | Tm | tul | 168,934219 ± 0,000005 | 168,93 ± 0,01 | |
70 | Yb | iterb | 173,045 ± 0,010 | 173,05 ± 0,02 | [c] |
71 | Lu | lutet | 174,9668 ± 0,0001 | 174,97 ± 0,01 | [c] |
72 | Hf | hafn | 178,486 ± 0,006 | 178,49 ± 0,01 | [c] |
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 | [c] |
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 | [c] |
91 | Pa | protaktyn | 231,03588 ± 0,00001 | 231,04 ± 0,01 | |
92 | U | uran | 238,02891 ± 0,00003 | 238,03 ± 0,01 | [b][c] |
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
![]() | Zobacz multimedia związane z tematem: Względna masa atomowa |
![]() | Zobacz hasło masa atomowa w Wikisłowniku |
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).
- ↑ 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. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
- ↑ 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. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
- ↑ 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. Zob. Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
Przypisy
- ↑ atomic mass, mA, [w:] A.D.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., 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.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., 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.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., 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.A.D. McNaught A.D.A.D., A.A. Wilkinson A.A., 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.).
- ↑ a b c d ThomasT. Prohaska ThomasT. 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.).