原子质量单位

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道尔顿或统一原子质量单位(符号:Da或u)是广泛用于物理和化学的非SI质量单位。它被定义为未结合的碳12中性原子在其核基态和电子基态以及静止状态下质量的1⁄12。表示为mu的原子质量常数的定义相同,即mu=m(12C)/12=1Da。 该单位通常用于物理学和化学中,用于表示原子级物体(例如原子、分子和基本粒子)的质量,用于离散实例和多种类型的整体平均值。例如,一个氦4原子的质量为4.0026Da。...

简介

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道尔顿或统一原子质量单位(符号:Da 或 u)是广泛用于物理和化学的非 SI 质量单位。它被定义为未结合的碳 12 中性原子在其核基态和电子基态以及静止状态下质量的 1⁄12。表示为 mu 的原子质量常数的定义相同,即 mu = m(12C)/12 = 1 Da。

该单位通常用于物理学和化学中,用于表示原子级物体(例如原子、分子和基本粒子)的质量,用于离散实例和多种类型的整体平均值。例如,一个氦 4 原子的质量为 4.0026 Da。这是同位素的固有特性,所有氦 4 原子都具有相同的质量。乙酰水杨酸(阿司匹林),C9H8O4,平均质量约为 180.157 Da。但是,没有具有该质量的乙酰水杨酸分子。

单个乙酰水杨酸分子的两个最常见质量是 180.0423 Da,具有最常见的同位素,以及 181.0456 Da,其中一个碳是碳 13。

蛋白质、核酸和其他大分子聚合物分子量通常用千道尔顿 (kDa)、兆道尔顿 (MDa) 等单位表示。Titin 是已知xxx的蛋白质之一,其分子量在 3 到 3.7 兆道尔顿之间。人类基因组中 1 号染色体DNA 有大约 2.49 亿个碱基对,每个碱基对的平均质量约为 650 Da,或总计 156 GDa。

摩尔是物质的量单位,广泛用于化学和物理学,最初定义为一摩尔物质的质量(以克为单位)在数值上等于其组成粒子之一的平均质量 , 以道尔顿为单位。

也就是说,化合物的摩尔质量在数值上等于其平均分子质量。例如,一分子水的平均质量约为18.0153道尔顿,一摩尔水约为18.0153克。

分子平均质量为 64 kDa 的蛋白质的摩尔质量为 64 kg/mol。然而,尽管几乎所有实际目的都可以假定这种相等性,但现在它只是近似值。

通常,原子的质量(以道尔顿为单位)在数值上接近但不完全等于其原子核中包含的核子数。 因此,化合物的摩尔质量(克/摩尔)在数值上接近于每个分子中所含核子的平均数。

根据定义,碳 12 原子的质量为 12 道尔顿,这与其所具有的核子数(6 个质子和 6 个中子)相对应。 然而,原子级物体的质量受其原子核中核子的结合能以及其电子的质量和结合能的影响。因此,此等式仅适用于规定条件下的碳 12 原子,对于其他物质会有所不同。例如,普通同位素(氢-1,氕)的一个未结合原子的质量为1.007825032241(94) Da,质子的质量为1.007276466621(53) Da,一个自由中子的质量为1.00866491595( 49) Da,一个氢-2(氘)原子的质量为 2.014101778114(122) Da。

一般情况下,差异(xxx质量过剩)小于0.1%; 例外情况包括氢 1(约 0.8%)、氦 3(0.5%)、锂 6(0.25%)和铍(0.14%)。

道尔顿不同于原子单位系统中的质量单位,后者是电子静止质量 (me)。

能量当量

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原子质量常数也可以表示为其能量当量 muc2。 2018 年 CODATA 推荐值是:

muc2 = 1.49241808560(45)×10−10 J = 931.49410242(28) MeV

兆电子伏质量当量 (MeV/c2) 通常用作粒子物理学中的质量单位,这些值对于相对原子质量的实际测定也很重要。

原子质量单位

历史

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概念的由来

根据原子物质理论对定比定律的解释意味着各种元素的原子质量具有取决于元素的确定比率。虽然实际质量未知,但可以从该定律推导出相对质量。1803 年,约翰·道尔顿 (John Dalton) 提议使用最轻的原子氢的原子质量(至今未知)作为原子质量的自然单位。这是原子量标度的基础。

由于技术上的原因,1898年化学家威廉·奥斯特瓦尔德等人提出将原子质量的单位重新定义为氧原子质量的1⁄16。

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  1. 简介
  2. 能量当量
  3. 历史
  4. 概念的由来

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