Меню

Единица измерения дальтон что это



Дальтон

Смотреть что такое «Дальтон» в других словарях:

Дальтон — Дальтон традиционная передача английской фамилии Dalton [ˈdɔːltən], которая по современным правилам передаётся по русски как Долтон. Дальтон атомная единица массы Дальтон, Джон Законы Дальтона Дальтонизм Дальтон, Роке См. также Долтон … Википедия

Дальтон Да — Дальтон, Да * дальтон, Да * dalton, d единица измерения массы вещества (см. ), равная массе атома водорода (1,661 × 10 24 г), используемая в биологии для измерения массы таких структур, как хромосомы, рибосомы, митохондрии, вирусы, целые клетки,… … Генетика. Энциклопедический словарь

ДАЛЬТОН — (Долтон) (Dalton) Джон (1766 1844), английский химик и физик. Создатель химической атомистики; установил, что все вещества должны взаимодействовать только в целых отношениях (закон кратных отношений). Ввел понятие атомный вес , первым определил… … Современная энциклопедия

ДАЛЬТОН — (Dalton) Джон (1766 1844), английский химик и физик. Научные интересы его были разнообразны. В молодости занимался метеорологией и получил ценные сведения о ветрах, о причинах выпадения дождя и СЕВЕРНОМ СИЯНИИ. Также дал описание цветовой слепоты … Научно-технический энциклопедический словарь

дальтон — сущ., кол во синонимов: 1 • единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Дальтонік — чалавек, які мае права пераходзіць вуліцу як на зялены, так і на чырвоны свет … Слоўнік Скептыка

дальтонізм — іменник чоловічого роду … Орфографічний словник української мови

дальтон — Единица атомной массы, равная массе атома водорода (1,66 х 10 24 грамм) [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN dalton … Справочник технического переводчика

Дальтон — правильнее Долтон (Dalton) Джон (6.9.1766, Иглефилд, Англия, 27.7.1844, Манчестер), английский физик и химик, член Лондонского королевского общества (1822). Сын ткача, знания приобрёл самообразованием. Преподавал математику в Кендале и… … Большая советская энциклопедия

Дальтон Д. — Джон Дальтон John Dalton физик, химик Дата рождения: 6 сентября 1766 … Википедия

Источник

Атомная единица массы

А́томная едини́ца ма́ссы (обозначение а. е. м.), она же дальто́н (обозначение Da), — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода 12 C и равна 1/12 массы этого нуклида.

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, но в русскоязычных научных и технических источниках он употребляется реже).

В 1997 году во 2-ом издании справочника терминов ИЮПАК установлено численное значение а. е. м.:

1 а. е. м. ≈ 1,660 540 2(10)·10 −27 кг = 1,660 540 2(10)·10 −24 г

1 а. е. м., выраженная в граммах, численно равна обратному числу Авогадро, то есть 1/NA, выраженному в моль -1 . Молярная масса данного элемента, выраженная в граммах на моль, численно совпадает с массой молекулы этого элемента, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электрон-вольтах [1] , важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м. [2] :

1 а. е. м. ≈ 0,931 494 028(23) ГэВ/c²; 1 ГэВ/c² ≈ 1,073 544 188(27) а. е. м.

1 а. е. м. кг.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 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 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода ( 16 O, 17 O, 18 O) 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 16 O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего с 1961 перешли к единой, углеродной шкале.

Ссылки

Примечания

  1. CERN — Glossary: «Electronvolt (eV): A unit of energy or mass used in particle physics». (англ.)
  2. Atomic mass unit-electron volt relationship (англ.)

Для улучшения этой статьи желательно ? :

  • Проставив сноски, внести более точные указания на источники.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Атомная единица массы» в других словарях:

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ — применяется в ат. и яд. физике для выражения масс элем. ч ц, атомов и молекул. Одна А. е. м. равна 1/12 массы нуклида углерода 12С, что в ед. СИ составляет 1,6605655(86) •10 27 кг (на 1980). МАССЫ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ И АТОМОВ В АТОМНЫХ ЕДИНИЦАХ… … Физическая энциклопедия

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ — (а. е. м.) единица массы, применяемая для выражения масс микрочастиц. За 1 а. е. м. принята 1/12 часть массы изотопа углерода с массовым числом 12 (т. н. углеродная шкала). 1 а. е. м. 1,6605655(86).10 27 кг … Большой Энциклопедический словарь

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ — (а. е. м.) единица массы (см.), (см.) и элементарных частиц, равная 1/ массы изотопа углерода с массовым числом 12 … Большая политехническая энциклопедия

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ — значение массы атома, принятое за единицу. До 1961 г. были приняты два значения величины А. е. м.: химическая для выражения атомных масс хим. элементов и их соединений, равная 1,66022•10 24 г, составляющая 1/16 атомной массы элемента кислорода, и … Геологическая энциклопедия

атомная единица массы — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN atomic mass unitatomic weight unitamu … Справочник технического переводчика

атомная единица массы — (а. е. м.), единица массы, применяемая для выражения масс микрочастиц. За 1 а. е. м. принята 1/12 часть массы изотопа углерода с массовым числом 12 (так называемая углеродная шкала). 1 а. е. м. = 1,6605655(86)·10 27кг. * * * АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ … Энциклопедический словарь

атомная единица массы — atominės masės vienetas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. amu; atomic mass unit vok. atomare Masseneinheit, f; Atommasseneinheit, f rus. атомная единица массы, f; единица атомной массы, f pranc. unité de masse atomique, f … Fizikos terminų žodynas

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ — (а. е. м.), единица массы, применяемая для выражения масс микрочастиц. За 1 а. е. м. принята 1/12 часть массы изотопа углерода с массовым числом 12 (т. н. углеродная шкала). 1 а. е. м. = = 1,6605655(86) х 10 27 кг … Естествознание. Энциклопедический словарь

Атомная единица массы — (a. е. м.) единица массы, применяемая для выражения масс микрочастиц. За 1 a. е. м. принята 1/12 часть массы изотопа углерода с массовым числом 12 (т. н. углеродная шкала). 1 a. е. м. = 1,6605655(86).10 27 кг … Концепции современного естествознания. Словарь основных терминов

АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ — ед. массы, применяемая в атомной физике и равная 1/12 массы изотопа углерода с массовым числом 12. Обозначение а. е. м. 1 а. е. м. 1,6605402 10 27 кг … Большой энциклопедический политехнический словарь

Источник

Дальтон (единица)

А́томная едини́ца ма́ссы (обозначение а. е. м.), она же дальто́н, — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. 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, но в русскоязычных научных и технических источниках он употребляется реже).

Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода 12 C. 1 а. е. м. равна одной двенадцатой части от массы этого нуклида в ядерном и атомном природном состоянии. В 1997 году во 2-ом издании справочника терминов ИЮПАК установленно численное значение 1 а. е. м.:

1 а. е. м. ≈ 1,660 540 2(10)∙10 −27 кг = 1,660 540 2(10)∙10 −24 г.

С другой стороны, 1 а. е. м. — это величина, обратная числу Авогадро, то есть 1/NA г. Такой выбор атомной единицы массы удобен тем, что молярная масса данного элемента, выраженная в граммах на моль, в точности совпадает с массой этого элемента, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах, важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м. [1]:

1 а. е. м. ≈ 0,931 494 028(23) ГэВ/c²; 1 ГэВ/c² ≈ 1,073 544 188(27) а. е. м.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 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 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода ( 16 O, 17 O, 18 O) 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 16 O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего с 1961 перешли к единой, углеродной шкале.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Дальтон (единица)» в других словарях:

Дальтон (единица измерения) — Атомная единица массы (обозначение а. е. м.), она же дальтон, внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Рекомендована к применению ИЮПАП в 1960 и ИЮПАК в 1961 годах. Официально… … Википедия

дальтон — Единица атомной массы, равная массе атома водорода (1,66 х 10 24 грамм) [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN dalton … Справочник технического переводчика

дальтон — atominis masės vienetas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, lygus 1/12 izotopo ¹²C masės. santrumpa( os) a.m.v. atitikmenys: angl. atomic unit; dalton rus. атомная единица; дальтон; единица атомной массы ryšiai: sinonimas – atominis… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

единица атомной массы — atominis masės vienetas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, lygus 1/12 izotopo ¹²C masės. santrumpa( os) a.m.v. atitikmenys: angl. atomic unit; dalton rus. атомная единица; дальтон; единица атомной массы ryšiai: sinonimas – atominis… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Единица атомной массы — * адзінка атамнай масы * аtomic mass unit дальтон, базовая единица определения массы отдельного атома. Дальтон равен 1/12 й части массы атома углерода 12 (С12) или массе атома водорода (1,66 Ч 1 24 г). Т. е. в одном грамме содержится 6,023 Ч 1023 … Генетика. Энциклопедический словарь

Дальтон — Дальтон традиционная передача английской фамилии Dalton [ˈdɔːltən], которая по современным правилам передаётся по русски как Долтон. Дальтон атомная единица массы Дальтон, Джон Законы Дальтона Дальтонизм Дальтон, Роке См. также Долтон … Википедия

Дальтон Да — Дальтон, Да * дальтон, Да * dalton, d единица измерения массы вещества (см. ), равная массе атома водорода (1,661 × 10 24 г), используемая в биологии для измерения массы таких структур, как хромосомы, рибосомы, митохондрии, вирусы, целые клетки,… … Генетика. Энциклопедический словарь

Дальтон — • Дальтон (Да) единица измерения массы атомов, молекул, а также вирусов, клеток и их структур (хромосом, рибосом, митохондрий и др.), равная 1/12 массы атома углерода (12С), или 1,661 10–24 г. Название дано в честь англ. физика и химика Дж.… … Словарь микробиологии

единица — Один предмет, зерно, штука, экземпляр, пример, голова, душа, лицо, индивид (индивидуум), неделимое, особь, особа, персона, монада. Раскинь, почем на брата придется. Ср … Словарь синонимов

дальтон — сущ., кол во синонимов: 1 • единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Источник

Дальтон (единица измерения)

А́томная едини́ца ма́ссы (обозначение а. е. м.), она же дальто́н, — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. 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, но в русскоязычных научных и технических источниках он употребляется реже).

Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода 12 C. 1 а. е. м. равна одной двенадцатой части от массы этого нуклида в ядерном и атомном природном состоянии. В 1997 году во 2-ом издании справочника терминов ИЮПАК установленно численное значение 1 а. е. м.:

1 а. е. м. ≈ 1,660 540 2(10)∙10 −27 кг = 1,660 540 2(10)∙10 −24 г.

С другой стороны, 1 а. е. м. — это величина, обратная числу Авогадро, то есть 1/NA г. Такой выбор атомной единицы массы удобен тем, что молярная масса данного элемента, выраженная в граммах на моль, в точности совпадает с массой этого элемента, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах, важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м. [1]:

1 а. е. м. ≈ 0,931 494 028(23) ГэВ/c²; 1 ГэВ/c² ≈ 1,073 544 188(27) а. е. м.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 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 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода ( 16 O, 17 O, 18 O) 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 16 O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего с 1961 перешли к единой, углеродной шкале.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Дальтон (единица измерения)» в других словарях:

Дальтон (единица) — Атомная единица массы (обозначение а. е. м.), она же дальтон, внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Рекомендована к применению ИЮПАП в 1960 и ИЮПАК в 1961 годах. Официально… … Википедия

Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия

Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия

Читайте также:  Физический эксперимент измерение физики

Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… … Википедия

Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия

Тесла (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… … Википедия

Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия

Вебер (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Вебер. Вебер (обозначение: Вб, Wb) единица измерения магнитного потока в системе СИ. По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в… … Википедия

Генри (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Генри. Генри (русское обозначение: Гн; международное: H) единица измерения индуктивности в Международной системе единиц (СИ). Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью… … Википедия

Источник

Дальтон (единица) — Dalton (unit)

дальтон
(единая атомная единица массы)
Система единиц Физическая постоянная
( принята для использования с SI )
Единица масса
Условное обозначение Да или ты
Названный в честь Джон Далтон
Конверсии
1 Да или u в . . равно .
кг 1,660 539 066 60 (50) × 10 −27
м ты 1
м е 1 822 0,88 486 209 (53)
МэВ / c 2 931.494 102 42 (28)

Дальтон или унифицированные единицы атомной массы (символы: Да или у ) представляет собой блок из массы широко используется в физике и химии. Он определяется как 1/12 массы несвязанного нейтрального атома углерода-12 в его основном ядерном и электронном состоянии и в состоянии покоя . Постоянная атомной массы , обозначенная m u , определяется идентично, давая m u = m ( 12 C) / 12 = 1 Da .

Эта единица измерения обычно используется в физике и химии для выражения массы объектов атомного масштаба, таких как атомы , молекулы и элементарные частицы , как для дискретных экземпляров, так и для нескольких типов средних значений по ансамблю. Например, атом гелия-4 имеет массу 4.0026 Да . Это внутреннее свойство изотопа, и весь гелий-4 имеет одинаковую массу. Ацетилсалициловая кислота (аспирин) , C
9 ЧАС
8 О
4 , имеет среднюю массу примерно 180,157 Да . Однако молекул ацетилсалициловой кислоты с такой массой нет. Две наиболее распространенные массы индивидуальных молекул ацетилсалициловой кислоты: 180.042 28 Да и 181.045 65 Да .

Эти молекулярные массы из белков , нуклеиновых кислот и других крупных полимеров часто выражается с единицами кило Дальтон (кД), мег дальтона (МД) и т.д. Titin , один из самых больших известных белков , имеет молекулярную массу между 3 и 3,7 мегадальтона. ДНК хромосомы 1 в геноме человека насчитывает около 249 миллионов пар оснований , каждая со средней массой около 650 Да , или Всего 156 ГДа .

Моль является единицей количества вещества , широко используемого в химии и физике, который первоначально был определен таким образом , что масса одного моля вещества, измеренная в граммах, будет численно равна средней массы одного из его составных частиц , измеряется в дальтонах. То есть предполагалось , что молярная масса химического соединения численно равна его средней молекулярной массе. Например, средняя масса одной молекулы воды составляет около 18,0153 дальтон, а один моль воды — около 18,0153 грамма. Белок, молекула которого имеет среднюю массу 64 кДа будет иметь молярную массу 64 кг / моль . Однако, хотя это равенство можно предполагать почти для всех практических целей, сейчас оно является только приблизительным, поскольку 20 мая 2019 года было изменено определение крота .

В общем, масса атома в дальтонах численно близка, но не точно равна количеству нуклонов A, содержащихся в его ядре . Отсюда следует, что молярная масса соединения (граммы на моль) численно близка к среднему числу нуклонов, содержащихся в каждой молекуле. По определению, масса атома углерода-12 составляет 12 дальтон, что соответствует количеству нуклонов, которое он имеет (6 протонов и 6 нейтронов ). Однако на массу объекта атомного масштаба влияет энергия связи нуклонов в его атомных ядрах, а также масса и энергия связи его электронов . Следовательно, это равенство выполняется только для атома углерода-12 в указанных условиях и будет отличаться для других веществ. Например, масса одного несвязанного атома общего водорода изотопа ( водород-1 , протия) является 1.007 825 032 241 (94) Да , масса одного свободного нейтрона равна 1.008 664 915 95 (49) Да , а масса одного атома водорода-2 (дейтерия) равна 2,014 101 778 114 (122) Да . Как правило, разница ( дефект массы ) составляет менее 0,1%; исключения включают водород-1 (около 0,8%), гелий-3 (0,5%), литий (0,25%) и бериллий (0,15%).

Единую атомную единицу массы и дальтон не следует путать с единицей массы в системах атомных единиц , которая вместо этого представляет собой массу покоя электрона ( m e ).

Содержание

Эквиваленты энергии

Постоянная атомной массы также может быть выражена как ее энергетический эквивалент , то есть m u c 2 . Рекомендуемые значения CODATA на 2018 год:

1.492 418 085 60 (45) × 10 −10 Дж 931.494 102 42 (28) МэВ

Мегаэлектронвольт (МэВ) обычно используется в качестве единицы массы в физике элементарных частиц , и эти значения также важны для практического определения относительных атомных масс.

История

Происхождение концепции

Интерпретация закона определенных пропорций в терминах атомной теории вещества предполагала, что массы атомов различных элементов имеют определенные отношения, которые зависят от элементов. Хотя фактические массы были неизвестны, относительные массы можно было вывести из этого закона. В 1803 году Джон Дальтон предложил использовать (пока неизвестную) атомную массу легчайшего атома, атома водорода, в качестве естественной единицы атомной массы. Это было основой шкалы атомных весов .

По техническим причинам в 1898 году химик Вильгельм Оствальд и другие предложили переопределить единицу атомной массы как 1/16 массы атома кислорода. Это предложение было официально принято Международным комитетом по атомным весам (ICAW) в 1903 году. Это была примерно масса одного атома водорода, но кислород был более пригоден для экспериментального определения. Это предположение было сделано до открытия существования элементарных изотопов, которое произошло в 1912 году. Такое же определение было принято в 1909 году физиком Жаном Перреном в его обширных экспериментах по определению атомных масс и постоянной Авогадро. Это определение оставалось неизменным до 1961 года. Перрин также определил «моль» как количество соединения, которое содержит столько молекул, сколько 32 грамма кислорода ( O
2 ). Он назвал это число числом Авогадро в честь физика Амедео Авогадро .

Изотопные вариации

Открытие изотопов кислорода в 1929 году потребовало более точного определения единицы. К сожалению, вошли в употребление два различных определения. Химики предпочитают определять AMU как 1/16 средней массы атома кислорода, встречающейся в природе; то есть, среднее значение масс известных изотопов, взвешенное по их естественному содержанию. С другой стороны, физики определили его как 1/16 массы атома изотопа кислорода-16 ( 16 O).

Определение ИЮПАК

Существование двух разных единиц с одинаковым именем сбивало с толку, а разница (примерно 1.000 282 в относительных единицах) было достаточно большим, чтобы повлиять на высокоточные измерения. Более того, было обнаружено, что изотопы кислорода имеют разное естественное содержание в воде и в воздухе. По этим и другим причинам в 1961 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC), который принял ICAW, принял новое определение атомной единицы массы для использования как в физике, так и в химии; а именно 1/12 массы атома углерода-12. Это новое значение было промежуточным между двумя предыдущими определениями, но было ближе к тому, которое использовали химики (которые больше всего пострадали от изменения).

Новая единица была названа «единая атомная единица массы» и получила новый символ «u», чтобы заменить старый «аму», который использовался для кислородных единиц. Однако после 1961 года старый символ «аму» иногда использовался для обозначения новой единицы, особенно в мирском и подготовительном контексте.

С этим новым определением, стандартный атомный вес из углерода приблизительно 12,011 Да , а кислорода примерно 15,999 Да . Эти значения, обычно используемые в химии, основаны на средних значениях многих образцов земной коры , ее атмосферы и органических материалов .

Принятие МБМВ

Определение единой атомной единицы массы, данное ИЮПАК 1961 года с этим названием и символом «u», было принято Международным бюро мер и весов (BIPM) в 1971 году как « внесистемная единица, принятая для использования с СИ ».

Дальтон

В 1993 году ИЮПАК предложил более короткое название «дальтон» (с символом «Да») для единой атомной единицы массы. Как и в случае с другими названиями единиц, такими как ватт и ньютон, «дальтон» не пишется с заглавной буквы в английском языке, но его символ «Да» пишется с заглавной буквы. Название было одобрено Международным союзом чистой и прикладной физики (IUPAP) в 2005 году.

В 2003 году это название было рекомендовано BIPM Консультативным комитетом по единицам , входящим в состав CIPM , поскольку оно «короче и лучше работает с префиксами [SI]». В 2006 году BIPM включил дальтон в свое 8-е издание официального определения СИ . Это название также было указано Международной организацией по стандартизации в качестве альтернативы «унифицированной атомной единице массы» в 2009 году. В настоящее время оно рекомендовано несколькими научными издательствами, и некоторые из них считают «атомную единицу массы» и «аму» устаревшими. В 2019 году BIPM сохранил дальтон в своем 9-м издании формального определения СИ , исключив единую атомную единицу массы из своей таблицы единиц, не относящихся к СИ, принятых для использования с СИ , но во вторую очередь отмечает, что дальтон (Да) и единая атомная единица массы (u) — это альтернативные названия (и символы) одной и той же единицы.

Предложение

В 2012 году было внесено предложение переопределить дальтон (и, предположительно, единую атомную единицу массы) как 1 / N грамм, тем самым разорвав связь с 12 C. Это будет означать изменения атомных масс всех элементов, выраженных в дальтонах, но это изменение было бы слишком незначительным, чтобы иметь практический эффект.

2019 новое определение базовых единиц СИ

На определение дальтона не повлияло переопределение базовых единиц СИ в 2019 году , то есть 1 Да в СИ по-прежнему составляет 1/12 массы атома углерода-12, количество, которое необходимо определить экспериментально в терминах Единицы СИ. Однако определение моль было изменено на количество вещества, состоящего ровно из 6.022 140 76 × 10 23 сущностей, также было изменено определение килограмма. Как следствие, постоянная молярной массы больше не равна точно 1 г / моль, а это означает, что количество граммов в массе одного моля любого вещества больше не точно равно количеству дальтонов в его средней молекулярной массе.

Измерение

Хотя относительные атомные массы определены для нейтральных атомов, они измеряются (с помощью масс-спектрометрии ) для ионов: следовательно, измеренные значения должны корректироваться на массу электронов, которые были удалены для образования ионов, а также на массовый эквивалент энергия связи электрона , Е б / м U с 2 . Полная энергия связи шести электронов в атоме углерода-12 составляет 1030,1089 эВ = 1,650 4163 × 10 −16 Дж : E b / m u c 2 = 1,105 8674 × 10 −6 , или примерно одна часть из 10 миллионов масса атома.

До переопределения единиц СИ в 2019 году эксперименты были направлены на определение значения постоянной Авогадро для определения значения единой атомной единицы массы.

Йозеф Лошмидт

Достаточно точное значение атомной единицы массы было впервые получено косвенно Йозефом Лошмидтом в 1865 году, оценив количество частиц в данном объеме газа.

Жан Перрен

Перрин оценил число Авогадро различными методами на рубеже 20-го века. В 1926 г. он был удостоен Нобелевской премии по физике в основном за эту работу.

Кулонометрия

Электрический заряд на моль электронов — это константа, называемая постоянной Фарадея , значение которой было известно с 1834 года, когда Майкл Фарадей опубликовал свои работы по электролизу . В 1910 году Роберт Милликен получил первое измерение заряда электрона , e . Частное F / e дает оценку числа Авогадро.

Классический эксперимент является то , что Бауэр и Дэвиса в NIST , и опирается на растворение серебра металла от анода в качестве электролитической ячейки, при прохождении постоянного электрического тока I в течение известного времени т . Если m — это масса серебра, потерянного на аноде, а A r — атомный вес серебра, то постоянная Фарадея определяется как:

F знак равно А р M ты я т м . <\ displaystyle F = <\ frac > M _ <\ rm > It> >.>

Ученые NIST разработали метод компенсации потерь серебра из анода по механическим причинам и провели изотопный анализ серебра, использованного для определения его атомного веса. Их значение для условной постоянной Фарадея было F 90 = 96 485 0,39 (13) С / моль , что соответствует значению для константы молит 6,022 1449 (78) × 10 23 моль -1 : оба значения имеют относительную стандартную неопределенность 1,3 × 10 −6 .

Измерение массы электронов

На практике постоянная атомной массы определяется из массы покоя электрона m e и относительной атомной массы электрона A r (e) (то есть массы электрона, деленной на атомную постоянную массы). Относительная атомная масса электрона может быть измерена в циклотронных экспериментах, тогда как масса покоя электрона может быть получена из других физических констант.

м ты знак равно м е А р ( е ) знак равно 2 р ∞ час А р ( е ) c α 2 , <\ displaystyle m _ <\ rm > = <\ frac >> > (<\ rm >)>> = <\ frac < 2R _ <\ infty>h> > (<\ rm >) c \ alpha ^ <2>>>,> м ты знак равно M ты N А , <\ displaystyle m _ <\ rm > = <\ frac >> >>,> N А знак равно M ты А р ( е ) м е знак равно M ты А р ( е ) c α 2 2 р ∞ час <\ displaystyle N _ <\ rm > = <\ frac > A _ <\ rm > (<\ rm >)> >>> = <\ frac > A _ <\ rm > (<\ rm >) c \ alpha ^ <2>> <2R _ <\ infty>h>> >

Как видно из старых значений (2014 CODATA) в таблице ниже, основным ограничивающим фактором в точности постоянной Авогадро была неопределенность в значении постоянной Планка , поскольку все другие константы, которые участвовали в расчетах, были известно точнее.

Читайте также:  Как измерить размер ошейника для собак таблица по породам
Постоянный Условное обозначение Значения CODATA за 2014 год Относительная стандартная неопределенность Коэффициент корреляции

Отношение масс протона к электрону м п / м э 1836.152 673 89 (17) 9,5 × 10 –11 −0,0003
Постоянная молярной массы М ты 0,001 кг / моль = 1 г / моль 0 (определено)
Постоянная Ридберга R 10 973 731,568 508 (65) м −1 5,9 × 10 –12 −0,0002
Постоянная Планка час 6,626 070 040 (81) × 10 -34 Дж с 1,2 × 10 –8 -0,9993
Скорость света c 299 792 458 м / с 0 (определено)
Постоянная тонкой структуры α 7,297 352 5664 (17) × 10 –3 2,3 × 10 –10 0,0193
Константа Авогадро N A 6.022 140 857 (74) × 10 23 моль -1 1,2 × 10 –8 1

Сила определенных в настоящее время значений универсальных констант можно понять из приведенной ниже таблицы (2018 CODATA).

Постоянный Условное обозначение Значения CODATA 2018 Относительная стандартная неопределенность Коэффициент корреляции
с N A
Отношение масс протона к электрону м п / м э 1836.152 673 43 (11) 6,0 × 10 –11
Постоянная молярной массы М ты 0,999 999 999 65 (30) × 10 –3 кг / моль 3,0 × 10 –10
Постоянная Ридберга R 10 973 731,568 160 (21) м −1 1,9 × 10 –12
Постоянная Планка час 6.626 070 15 × 10 –34 Дж с 0 (определено)
Скорость света c 299 792 458 м / с 0 (определено)
Постоянная тонкой структуры α 7,297 352 5693 (11) × 10 –3 1,5 × 10 –10
Константа Авогадро N A 6.022 140 76 × 10 23 моль -1 0 (определено)

Методы рентгеновской плотности кристаллов

Сегодня монокристаллы кремния могут производиться на промышленных предприятиях с чрезвычайно высокой чистотой и небольшим количеством дефектов решетки. Этот метод определил постоянную Авогадро как отношение молярного объема , V м , до атомного объема V атома :

N А знак равно V м V а т о м <\ displaystyle N _ <\ rm > = <\ frac >> >>>> , где и n — количество атомов в элементарной ячейке объема V ячейки . V а т о м знак равно V c е л л п <\ displaystyle V _ <\ rm > = <\ frac >> >>

Элементарная ячейка кремния имеет кубическую упаковку из 8 атомов, и объем элементарной ячейки может быть измерен путем определения единственного параметра элементарной ячейки — длины a одной из сторон куба. Значение a для кремния CODATA в 2018 г. составляет 5,431 020 511 (89) × 10 −10 м .

На практике измерения проводятся на расстоянии, известном как d 220 (Si), которое представляет собой расстояние между плоскостями, обозначенное индексами Миллера <220>, и равное a / √ 8 .

Изотопа пропорционально состав образца , используемого должны быть измерены и приняты во внимание. Кремний присутствует в трех стабильных изотопах ( 28 Si, 29 Si, 30 Si), и естественное изменение их пропорций больше, чем другие погрешности измерений. Атомный вес г для образца кристалла можно рассчитать, как стандартные атомные веса трех нуклидов известны с большой точностью. Это вместе с измеренной плотностью ρ образца позволяет определить молярный объем V m :

V м знак равно А р M ты ρ <\ displaystyle V _ <\ rm > = <\ frac > M _ <\ rm >> <\ rho>>>

где M u — постоянная молярной массы. Значение CODATA 2018 для молярного объема кремния составляет 1,205 883 199 (60) × 10 -5 м 3 ⋅mol -1 , с относительной стандартной неопределенности 4,9 × 10 −8 .

Источник

Дальтон (единица измерения)

А́томная едини́ца ма́ссы (обозначение а. е. м.), она же дальто́н, — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. 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, но в русскоязычных научных и технических источниках он употребляется реже).

Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода 12 C. 1 а. е. м. равна одной двенадцатой части от массы этого нуклида в ядерном и атомном природном состоянии. В 1997 году во 2-ом издании справочника терминов ИЮПАК установленно численное значение 1 а. е. м.:

1 а. е. м. ≈ 1,660 540 2(10)∙10 −27 кг = 1,660 540 2(10)∙10 −24 г.

С другой стороны, 1 а. е. м. — это величина, обратная числу Авогадро, то есть 1/NA г. Такой выбор атомной единицы массы удобен тем, что молярная масса данного элемента, выраженная в граммах на моль, в точности совпадает с массой этого элемента, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах, важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м. [1]:

1 а. е. м. ≈ 0,931 494 028(23) ГэВ/c²; 1 ГэВ/c² ≈ 1,073 544 188(27) а. е. м.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 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 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода ( 16 O, 17 O, 18 O) 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 16 O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего с 1961 перешли к единой, углеродной шкале.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Дальтон (единица измерения)» в других словарях:

Дальтон (единица) — Атомная единица массы (обозначение а. е. м.), она же дальтон, внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Рекомендована к применению ИЮПАП в 1960 и ИЮПАК в 1961 годах. Официально… … Википедия

Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия

Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия

Ньютон (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ньютон. Ньютон (обозначение: Н) единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ). Принятое международное название newton (обозначение: N). Ньютон производная единица. Исходя из второго… … Википедия

Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия

Тесла (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… … Википедия

Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия

Вебер (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Вебер. Вебер (обозначение: Вб, Wb) единица измерения магнитного потока в системе СИ. По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в… … Википедия

Генри (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Генри. Генри (русское обозначение: Гн; международное: H) единица измерения индуктивности в Международной системе единиц (СИ). Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью… … Википедия

Источник

Дальтон (единица)

А́томная едини́ца ма́ссы (обозначение а. е. м.), она же дальто́н, — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. 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, но в русскоязычных научных и технических источниках он употребляется реже).

Атомная единица массы выражается через массу нуклида углерода 12 C. 1 а. е. м. равна одной двенадцатой части от массы этого нуклида в ядерном и атомном природном состоянии. В 1997 году во 2-ом издании справочника терминов ИЮПАК установленно численное значение 1 а. е. м.:

1 а. е. м. ≈ 1,660 540 2(10)∙10 −27 кг = 1,660 540 2(10)∙10 −24 г.

С другой стороны, 1 а. е. м. — это величина, обратная числу Авогадро, то есть 1/NA г. Такой выбор атомной единицы массы удобен тем, что молярная масса данного элемента, выраженная в граммах на моль, в точности совпадает с массой этого элемента, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах, важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м. [1]:

1 а. е. м. ≈ 0,931 494 028(23) ГэВ/c²; 1 ГэВ/c² ≈ 1,073 544 188(27) а. е. м.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 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 они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1/16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода ( 16 O, 17 O, 18 O) 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 16 O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, вследствие чего с 1961 перешли к единой, углеродной шкале.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Дальтон (единица)» в других словарях:

Дальтон (единица измерения) — Атомная единица массы (обозначение а. е. м.), она же дальтон, внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Рекомендована к применению ИЮПАП в 1960 и ИЮПАК в 1961 годах. Официально… … Википедия

дальтон — Единица атомной массы, равная массе атома водорода (1,66 х 10 24 грамм) [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN dalton … Справочник технического переводчика

дальтон — atominis masės vienetas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, lygus 1/12 izotopo ¹²C masės. santrumpa( os) a.m.v. atitikmenys: angl. atomic unit; dalton rus. атомная единица; дальтон; единица атомной массы ryšiai: sinonimas – atominis… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

единица атомной массы — atominis masės vienetas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, lygus 1/12 izotopo ¹²C masės. santrumpa( os) a.m.v. atitikmenys: angl. atomic unit; dalton rus. атомная единица; дальтон; единица атомной массы ryšiai: sinonimas – atominis… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Единица атомной массы — * адзінка атамнай масы * аtomic mass unit дальтон, базовая единица определения массы отдельного атома. Дальтон равен 1/12 й части массы атома углерода 12 (С12) или массе атома водорода (1,66 Ч 1 24 г). Т. е. в одном грамме содержится 6,023 Ч 1023 … Генетика. Энциклопедический словарь

Дальтон — Дальтон традиционная передача английской фамилии Dalton [ˈdɔːltən], которая по современным правилам передаётся по русски как Долтон. Дальтон атомная единица массы Дальтон, Джон Законы Дальтона Дальтонизм Дальтон, Роке См. также Долтон … Википедия

Дальтон Да — Дальтон, Да * дальтон, Да * dalton, d единица измерения массы вещества (см. ), равная массе атома водорода (1,661 × 10 24 г), используемая в биологии для измерения массы таких структур, как хромосомы, рибосомы, митохондрии, вирусы, целые клетки,… … Генетика. Энциклопедический словарь

Дальтон — • Дальтон (Да) единица измерения массы атомов, молекул, а также вирусов, клеток и их структур (хромосом, рибосом, митохондрий и др.), равная 1/12 массы атома углерода (12С), или 1,661 10–24 г. Название дано в честь англ. физика и химика Дж.… … Словарь микробиологии

единица — Один предмет, зерно, штука, экземпляр, пример, голова, душа, лицо, индивид (индивидуум), неделимое, особь, особа, персона, монада. Раскинь, почем на брата придется. Ср … Словарь синонимов

дальтон — сущ., кол во синонимов: 1 • единица (830) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Источник

Дальтон (единица) — Dalton (unit)

дальтон
(единая атомная единица массы)
Система единиц Физическая константа
( принята для использования с SI )
Единица масса
Символ Да или ты
Названный в честь Джон Далтон
Конверсии
1 Да или u в . . равно .
кг 1,660 539 066 60 (50) × 10 −27
м ты 1
м е 1 822 0,88 486 209 (53)
МэВ / c 2 931.494 102 42 (28)

Дальтон или унифицированные единицы атомной массы (символы: Да или у ) представляет собой блок из массы широко используется в физике и химии. Он определяется как 1/12 массы несвязанного нейтрального атома углерода-12 в его основном ядерном и электронном состоянии и в состоянии покоя . Постоянная атомной массы , обозначенная m u , определяется идентично, давая m u = m ( 12 C) / 12 = 1 Da .

Эта единица измерения обычно используется в физике и химии для выражения массы объектов атомного масштаба, таких как атомы , молекулы и элементарные частицы , как для дискретных экземпляров, так и для нескольких типов средних значений по ансамблю. Например, атом гелия-4 имеет массу 4.0026 Да . Это внутреннее свойство изотопа, и весь гелий-4 имеет одинаковую массу. Ацетилсалициловая кислота (аспирин) , C
9 ЧАС
8 О
4 , имеет среднюю массу примерно 180,157 Да . Однако молекул ацетилсалициловой кислоты с такой массой нет. Две наиболее распространенные массы индивидуальных молекул ацетилсалициловой кислоты: 180.042 28 Да и 181.045 65 Да .

Эти молекулярные массы из белков , нуклеиновых кислот и других крупных полимеров часто выражается с единицами кило Дальтон (кД), мег дальтона (МД) и т.д. Titin , один из самых больших известных белков , имеет молекулярную массу между 3 и 3,7 мегадальтона. ДНК хромосомы 1 в геноме человека насчитывает около 249 миллионов пар оснований , каждая со средней массой около 650 Да , или Всего 156 ГДа .

Моль является единицей количества вещества , широко используемого в химии и физике, который первоначально был определен таким образом , что масса одного моля вещества, измеренная в граммах, будет численно равна средней массы одного из его составных частиц , измеряется в дальтонах. То есть предполагалось , что молярная масса химического соединения численно равна его средней молекулярной массе. Например, средняя масса одной молекулы воды составляет около 18,0153 дальтон, а один моль воды — около 18,0153 грамма. Белок, молекула которого имеет среднюю массу 64 кДа будет иметь молярную массу 64 кг / моль . Однако, хотя это равенство можно предполагать практически для всех практических целей, сейчас оно является лишь приблизительным, поскольку 20 мая 2019 года было изменено определение крота .

В общем, масса атома в дальтонах численно близка, но не совсем равна количеству нуклонов A, содержащихся в его ядре . Отсюда следует, что молярная масса соединения (граммы на моль) численно близка к среднему числу нуклонов, содержащихся в каждой молекуле. По определению, масса атома углерода-12 составляет 12 дальтон, что соответствует количеству нуклонов, которое он имеет (6 протонов и 6 нейтронов ). Однако на массу объекта атомного масштаба влияет энергия связи нуклонов в его атомных ядрах, а также масса и энергия связи его электронов . Следовательно, это равенство выполняется только для атома углерода-12 в указанных условиях и будет отличаться для других веществ. Например, масса одного несвязанного атома общего водорода изотопа ( водород-1 , протия) является 1.007 825 032 241 (94) Да , масса одного свободного нейтрона равна 1.008 664 915 95 (49) Да , а масса одного атома водорода-2 (дейтерия) равна 2.014 101 778 114 (122) Да . Как правило, разница ( дефект массы ) составляет менее 0,1%; исключения включают водород-1 (около 0,8%), гелий-3 (0,5%), литий (0,25%) и бериллий (0,15%).

Единую атомную единицу массы и дальтон не следует путать с единицей массы в системах атомных единиц , которая вместо этого является массой покоя электрона ( m e ).

СОДЕРЖАНИЕ

Эквиваленты энергии

Постоянная атомной массы также может быть выражена как ее энергетический эквивалент , то есть m u c 2 . Рекомендуемые значения CODATA на 2018 год:

1.492 418 085 60 (45) × 10 −10 Дж 931.494 102 42 (28) МэВ

Мегаэлектронвольт (МэВ) обычно используется в качестве единицы массы в физике элементарных частиц , и эти значения также важны для практического определения относительных атомных масс.

История

Происхождение концепции

Интерпретация закона определенных пропорций в терминах атомной теории материи предполагала, что массы атомов различных элементов имеют определенные отношения, которые зависят от элементов. Хотя фактические массы были неизвестны, относительные массы можно было вывести из этого закона. В 1803 году Джон Дальтон предложил использовать (до сих пор неизвестную) атомную массу легчайшего атома, атома водорода, в качестве естественной единицы атомной массы. Это было основой атомных весов .

По техническим причинам в 1898 году химик Вильгельм Оствальд и другие предложили переопределить единицу атомной массы как 1/16 массы атома кислорода. Это предложение было официально принято Международным комитетом по атомным весам (ICAW) в 1903 году. Это была примерно масса одного атома водорода, но кислород более поддается экспериментальному определению. Это предположение было сделано до открытия существования элементарных изотопов, которое произошло в 1912 году. Такое же определение было принято в 1909 году физиком Жаном Перреном в его обширных экспериментах по определению атомных масс и постоянной Авогадро. Это определение оставалось неизменным до 1961 года. Перрин также определил «моль» как количество соединения, которое содержит столько молекул, сколько 32 грамма кислорода ( O
2 ). Он назвал это число числом Авогадро в честь физика Амедео Авогадро .

Изотопные вариации

Открытие изотопов кислорода в 1929 году потребовало более точного определения единицы. К сожалению, вошли в употребление два различных определения. Химики предпочитают определять AMU как 1/16 средней массы атома кислорода, встречающейся в природе; то есть среднее значение масс известных изотопов, взвешенное по их естественному содержанию. С другой стороны, физики определили его как 1/16 массы атома изотопа кислорода-16 ( 16 O).

Определение ИЮПАК

Существование двух разных единиц с одинаковым именем сбивало с толку, а разница (примерно 1.000 282 в относительном выражении) было достаточно большим, чтобы повлиять на высокоточные измерения. Более того, было обнаружено, что изотопы кислорода имеют разное естественное содержание в воде и в воздухе. По этим и другим причинам в 1961 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC), который поглотил ICAW, принял новое определение атомной единицы массы для использования как в физике, так и в химии; а именно 1/12 массы атома углерода-12. Это новое значение было промежуточным между двумя предыдущими определениями, но ближе к тому, которое использовали химики (на которых это изменение больше всего повлияло).

Новая единица была названа «единая атомная единица массы» и получила новый символ «u», чтобы заменить старый «аму», который использовался для кислородных единиц. Однако после 1961 года старый символ «аму» иногда использовался для обозначения новой единицы, особенно в мирском и подготовительном контексте.

С этим новым определением, стандартный атомный вес из углерода приблизительно 12,011 Да , а кислорода примерно 15,999 Да . Эти значения, обычно используемые в химии, основаны на средних значениях многих образцов земной коры , ее атмосферы и органических материалов .

Принятие МБМВ

Определение единой атомной единицы массы, данное ИЮПАК 1961 года с этим названием и символом «u», было принято Международным бюро мер и весов (BIPM) в 1971 году как единица, не входящая в систему СИ, и принятая для использования с системой СИ .

Дальтон

В 1993 году ИЮПАК предложил более короткое название «дальтон» (с символом «Да») для единой атомной единицы массы. Как и в случае с другими названиями единиц, такими как ватт и ньютон, «дальтон» в английском языке не пишется с заглавной буквы, а его символ «Да» пишется с заглавной буквы. Название было одобрено Международным союзом теоретической и прикладной физики (IUPAP) в 2005 году.

В 2003 году это название было рекомендовано BIPM Консультативным комитетом по единицам , входящим в CIPM , поскольку оно «короче и лучше работает с префиксами [SI]». В 2006 году BIPM включил дальтон в свое 8-е издание официального определения СИ . Это название также было указано Международной организацией по стандартизации как альтернатива «единице атомной массы» в 2009 году. В настоящее время оно рекомендовано несколькими научными издательствами, и некоторые из них считают, что «атомная единица массы» и «аму» устарели. В 2019 году BIPM сохранил дальтон в своем 9-м издании формального определения СИ , исключив единую атомную единицу массы из своей таблицы единиц, не относящихся к СИ, принятых для использования с СИ , но во вторую очередь отмечает, что дальтон (Да) и единая атомная единица массы (u) — это альтернативные названия (и символы) для одной и той же единицы.

Предложение

В 2012 году американский инженер Брайан Леонард предложил переопределить дальтон (и, предположительно, единую атомную единицу массы) как 1 / N грамм, тем самым разорвав связь с 12 C. Это означало бы изменения атомных масс всех элементов, выраженные в дальтонах. , но это изменение будет слишком незначительным, чтобы иметь практический эффект.

2019 новое определение базовых единиц СИ

На определение дальтона не повлияло переопределение базовых единиц СИ в 2019 году , то есть 1 Да в СИ по-прежнему составляет 1/12 массы атома углерода-12, количество, которое должно быть определено экспериментально с точки зрения Единицы СИ. Однако определение моль было изменено на количество вещества, состоящего ровно из 6.022 140 76 × 10 23 сущностей, также было изменено определение килограмма. Как следствие, константа молярной массы больше не равна точно 1 г / моль, а это означает, что количество граммов в массе одного моля любого вещества больше не точно равно количеству дальтонов в его средней молекулярной массе.

Измерение

Хотя относительные атомные массы определены для нейтральных атомов, они измеряются ( масс-спектрометрией ) для ионов: следовательно, измеренные значения должны быть скорректированы на массу электронов, которые были удалены для образования ионов, а также на массовый эквивалент энергия связи электрона , Е б / м U с 2 . Полная энергия связи шести электронов в атоме углерода-12 составляет 1030,1089 эВ = 1,650 4163 · 10 −16 Дж : E b / m u c 2 = 1,105 8674 · 10 −6 , или примерно одна часть из 10 миллионов масса атома.

До переопределения единиц СИ в 2019 году эксперименты были направлены на определение значения постоянной Авогадро для определения значения единой атомной единицы массы.

Йозеф Лошмидт

Достаточно точное значение атомной единицы массы было впервые косвенно получено Йозефом Лошмидтом в 1865 году, оценив количество частиц в данном объеме газа.

Жан Перрен

Перрин оценил число Авогадро различными методами на рубеже 20-го века. В 1926 г. ему была присуждена Нобелевская премия по физике , в основном за эту работу.

Кулонометрия

Электрический заряд на моль электронов — это постоянная, называемая постоянной Фарадея , значение которой было известно с 1834 года, когда Майкл Фарадей опубликовал свои работы по электролизу . В 1910 году Роберт Милликен получил первое измерение заряда электрона , e . Частное F / e дает оценку числа Авогадро.

Классический эксперимент является то , что Бауэр и Дэвиса в NIST , и опирается на растворение серебра металла от анода в качестве электролитической ячейки, при прохождении постоянного электрического тока I в течение известного времени т . Если m — масса серебра, потерянного на аноде, а A r — атомный вес серебра, то постоянная Фарадея определяется как:

F знак равно А р M ты я т м . <\ displaystyle F = <\ frac > M _ <\ rm > It> >.>

Ученые NIST разработали метод компенсации потерь серебра из анода по механическим причинам и провели изотопный анализ серебра, использованного для определения его атомного веса. Их значение для условной постоянной Фарадея было F 90 = 96 485 0,39 (13) С / моль , что соответствует значению для константы молит 6,022 1449 (78) × 10 23 моль -1 : оба значения имеют относительную стандартную неопределенность 1,3 × 10 −6 .

Измерение массы электронов

На практике постоянная атомной массы определяется из массы покоя электрона m e и относительной атомной массы электрона A r (e) (то есть массы электрона, деленной на атомную постоянную массы). Относительная атомная масса электрона может быть измерена в циклотронных экспериментах, а масса покоя электрона может быть получена из других физических констант.

м ты знак равно м е А р ( е ) знак равно 2 р ∞ час А р ( е ) c α 2 , <\ displaystyle m _ <\ rm > = <\ frac >> > (<\ rm >)>> = <\ frac < 2R _ <\ infty>h> > (<\ rm >) c \ alpha ^ <2>>>,> м ты знак равно M ты N А , <\ displaystyle m _ <\ rm > = <\ frac >> >>,> N А знак равно M ты А р ( е ) м е знак равно M ты А р ( е ) c α 2 2 р ∞ час <\ displaystyle N _ <\ rm > = <\ frac > A _ <\ rm > (<\ rm >)> >>> = <\ frac > A _ <\ rm > (<\ rm >) c \ alpha ^ <2>> <2R _ <\ infty>h>> >

Как видно из старых значений (2014 CODATA) в таблице ниже, основным ограничивающим фактором точности постоянной Авогадро была неопределенность в значении постоянной Планка , поскольку все другие константы, которые участвовали в расчетах, были известно точнее.

Постоянный Символ Значения CODATA за 2014 г. Относительная стандартная неопределенность Коэффициент корреляции

Отношение масс протона к электрону м п / м э 1836.152 673 89 (17) 9,5 × 10 –11 −0,0003
Постоянная молярной массы М ты 0,001 кг / моль = 1 г / моль 0 (определено)
Постоянная Ридберга R 10 973 731,568 508 (65) м −1 5,9 × 10 –12 −0,0002
Постоянная Планка час 6,626 070 040 (81) × 10 -34 Дж с 1,2 × 10 –8 -0,9993
Скорость света c 299 792 458 м / с 0 (определено)
Постоянная тонкой структуры α 7,297 352 5664 (17) × 10 –3 2,3 × 10 –10 0,0193
Константа Авогадро N A 6.022 140 857 (74) × 10 23 моль -1 1,2 × 10 –8 1

Сила определенных в настоящее время значений универсальных констант можно понять из приведенной ниже таблицы (2018 CODATA).

Постоянный Символ Значения CODATA на 2018 год Относительная стандартная неопределенность Коэффициент корреляции
с N A
Отношение масс протона к электрону м п / м э 1836.152 673 43 (11) 6,0 × 10 –11
Постоянная молярной массы М ты 0,999 999 999 65 (30) × 10 –3 кг / моль 3,0 × 10 –10
Постоянная Ридберга R 10 973 731,568 160 (21) м −1 1,9 × 10 –12
Постоянная Планка час 6.626 070 15 × 10 –34 Дж с 0 (определено)
Скорость света c 299 792 458 м / с 0 (определено)
Постоянная тонкой структуры α 7,297 352 5693 (11) × 10 –3 1,5 × 10 –10
Константа Авогадро N A 6.022 140 76 × 10 23 моль -1 0 (определено)

Методы рентгеновской плотности кристаллов

Сегодня монокристаллы кремния могут производиться на промышленных предприятиях с чрезвычайно высокой чистотой и небольшим количеством дефектов решетки. Этот метод определил постоянную Авогадро как отношение молярного объема , V м , до атомного объема V атома :

N А знак равно V м V а т о м <\ displaystyle N _ <\ rm > = <\ frac >> >>>> , где и n — количество атомов в элементарной ячейке объема V ячейки . V а т о м знак равно V c е л л п <\ displaystyle V _ <\ rm > = <\ frac >> >>

Элементарная ячейка кремния имеет кубическую упаковку из 8 атомов, и объем элементарной ячейки может быть измерен путем определения единственного параметра элементарной ячейки — длины a одной из сторон куба. Значение a для кремния CODATA в 2018 г. составляет 5,431 020 511 (89) × 10 −10 м .

На практике измерения проводятся на расстоянии, известном как d 220 (Si), которое представляет собой расстояние между плоскостями, обозначенное индексами Миллера <220>, и равное a / √ 8 .

Изотопа пропорционально состав образца , используемого должны быть измерены и приняты во внимание. Кремний присутствует в трех стабильных изотопах ( 28 Si, 29 Si, 30 Si), и естественное изменение их пропорций больше, чем другие погрешности измерений. Атомный вес г для образца кристалла можно рассчитать, как стандартные атомные веса трех нуклидов известны с большой точностью. Это вместе с измеренной плотностью образца ρ позволяет определить молярный объем V m :

V м знак равно А р M ты ρ <\ displaystyle V _ <\ rm > = <\ frac > M _ <\ rm >> <\ rho>>>

где M u — постоянная молярной массы. Значение CODATA 2018 для молярного объема кремния составляет 1,205 883 199 (60) × 10 -5 м 3 ⋅mol -1 , с относительной стандартной неопределенности 4,9 × 10 −8 .

Источник