Jedinica atomske mase
Unificirana jedinica atomske mase (u), ili dalton (Da), je jedinica za masu koja se koristi da izrazi atomske i molekulske mase. Definiše se kao 1/12 mase atoma ugljenika-12. Shodno tome,
- 1 u = 1/NA grama = 1/(1000 NA) kg (gde je NA Avogadrov broj)
- 1 u ≈ 1.66053886 x 10-27 kg
Simbol amu za jedinicu atomske mase (atomic mass unit) može još uvek negde da se pronađe, naročito u starim delima. Atomske mase se često pišu bez ikakve jedinice, pa se tada jedinica atomske mase podrazumeva. U literaturi iz biohemije i molekulske biologije (naročito u vezi sa proteinima), koristi se termin dalton, sa simbolom „Da“. S obzirom da su proteini veliki molekuli, o njima se obično govori u kilodaltonima, ili „kDa“, gde je jedan kilodalton jednak 1000 daltona.
Unificirana jedinica atomske mase nije SI jedinica za masu, iako je (samo pod tim nazivom i simbolom u) prihvaćena za korišćenje u okviru SI. Pogledajte poveznicu za SI sajt dole.
Jedinica je zgodna jer jedan atom vodonika ima masu od otprilike 1 u, i generalnije, atom ili molekul koji sadrži n protona i neutrona ima masu otprilike jednaku n u. Masa je 'otprilike' jer je zbog defekta mase masa složenih čestica različita od zbira masa njihovih sastojaka.
Drugi razlog zašto se ova jedinica koristi je taj da je eksperimentalno mnogo lakše i preciznije upoređivati mase atoma i molekula (utvrditi relativne mase) nego meriti njihove apsolutne mase. Mase se porede uz pomoć masenog spektrometra (vidite ispod).
Avogadrov broj (NA) i mol se definišu tako da jedan mol supstance sa atomskom ili molekulskom masom od 1 u ima masu od tačno 1 grama. Na primer, molekulska masa vode je 18,01508 u i ovo znači da jedan mol vode ima masu od 18,01508 grama i da 1 gram vode sadrži NA/18.01508 ≈ 3.3428 × 1022 molekula.
Relativna atomska masa se meri masenim spektrometrom. U masenom spektrometru uzorak se jonizuje (bombardovanjem elektronima, jonima ili ozračivanjem laserom) i propušta kroz kombinaciju eletričnog i magnetnog polja gde joni poprimaju različite putanje zavisno od specifičnog naelektrisanja. Tako se dobija maseni spektar koji predstavlja jonsku struju u funkciji specifične mase.
Ovaj spektar pruža:
- Relativne mase izotopa
- Zastupljenost izotopa
Hemičar Džon Dalton je prvi predložio da masa jednog atoma vodonika bude jedinica atomske mase. Fransis Aston, pronalazač masenog spektrometra je kasnije koristio 1/16 mase atoma kiseonika-16 kao svoju jedinicu.
Pre 1961, fizička jedinica atomske mase je definisana kao 1/16 mase jednog atoma kiseonika-16, dok je hemijska jedinica atomske mase definisana kao 1/16 prosečne mase kiseonikovog atoma (računajući prirodno izobilje različitih kiseonikovih izotopa). Obe jedinice su neznatno manje od unificirane jedinice, koja je usvojena od strane Međunarodne unije za čistu i primenjenu fiziku (IUPAP) 1960. godine i od strane Međunarodne unije za čistu i primenjenu hemiju (IUPAC) 1961. godine.