Атомная единица массы

Запрос «Дальтон (единица)» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Запрос «МДа» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

А́томная едини́ца ма́ссы (русское обозначение: а. е. м.[1]; международное: u), она же дальто́н (русское обозначение: Да, международное: Da), она же углеро́дная едини́ца[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

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.:

1 а. е. м. = 0,931 494 103 72(29) ГэВ/c2[7];
1 ГэВ/c2 = 1,073 544 100 83(33) а. е. м.[7]

Здесь c — скорость света.

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 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

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

Примечания

  1. ↑ 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.
  2. ↑ Углеродная единица // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин. Дата обращения: 31 января 2015. Архивировано из оригинала 10 ноября 2012 года.
  5. ↑ Unified atomic mass unit (англ.). The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. Дата обращения: 21 мая 2024.
  6. ↑ CERN — Glossary Архивная копия от 17 февраля 2009 на Wayback Machine: «Electronvolt (eV): A unit of energy or mass used in particle physics» (англ.)
  7. ↑ 1 2 Fundamental Physical Constants — Complete Listing
  8. ↑ Деньгуб В. М., Смирнов В. Г. Единицы величин. Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990. — С. 23. — ISBN 5-7050-0118-5.

Литература