Atomová hmotnostní konstanta

Atomová hmotnostní konstanta je rovna ¹⁄₁₂  klidové hmotnosti atomu C (uhlíku-12, tj. izotopu s 6 protony a 6 neutrony v jádře) v základním stavu a nevázaného chemickými vazbami.

Dalton je hmotnostní jednotka mimo SI schválená pro používání s SI, která je svou velikostí rovna atomové hmotnostní konstantě. Stejné použití i velikost má atomová hmotnostní jednotka.

Relativní atomová hmotnost respektive relativní molekulová hmotnost udávají, kolikrát je klidová hmotnost daného atomu či molekuly větší než atomová hmotnostní jednotka.

V roce 2019 byly jednotky SI redefinovány. Tato změna se nedotkla definice atomové hmotnostní konstanty. Její hodnota se však v důsledku nových definic zpřesnila.

Značení a hodnota 
Značka veličiny: mu

Hodnota konstanty vyjádřená v jednotkách SI:
mu = 1,660 539 066 60(50)×10−27 kg = (1,660 539 066 60 ±0,000 000 000 50)×10−27 kg (doporučená hodnota CODATA 2018, nejistota je uvedena jako odhad směrodatné odchylky, tedy 1σ).

Oproti stavu před redefinicí jednotek SI se její přesnost zlepšila o řád díky fixaci hodnoty Avogadrovy konstanty a Planckovy konstanty. Hodnota konstanty je upřesňována na základě nových měření a korelací s měřením jiných konstant (tzv. adjustace) a publikována přibližně jednou za 4 roky.

Dalton 
Dalton, značka Da, je hmotnostní jednotka mimo SI schválená pro používání s SI, která je svou velikostí rovna atomové hmotnostní konstantě. Používá se v chemii, fyzice, technice a biochemii zejména pro udávání hmotnosti jednotlivých atomů, molekul, iontů a podobně. Stejné použití má (unifikovaná) atomová hmotnostní jednotka, značka u. Jednotka dalton je běžně používána s předponami pro dekadické násobky a díly, na rozdíl od atomové hmostnostní jednotky.

Někdy je pro Dalton chybně používána značka D, což je však podle norem značka pro dioptrii, jednotku optické mohutnosti). 

Používání jednotky Da souběžně s u bylo schváleno v roce 2004 organizacemi IUPAP a IUPAC. Uvádí ho též BIPM v příručce SI (oddíl 4.1), tabulce 7, a to na prvním místě, před „unified atomic mass unit“, stejně
zní i společná norma ISO a IEC, řada ISO/IEC 80000, Quantities and units, i česká verze evropské normy EN ISO 80000-10:2019, tedy ČSN EN ISO 80000-10 (01 1300).
1 Da = 1 u

Atomovou hmotnostní konstantu lze tedy jednoduše stanovit v jednotkách u, resp. Da:
mu = 1 u = 1 Da

Z toho je zřejmý převodní vztah k jednotce kilogram:
1 u = 1 Da = 1,660 539 066 60(50)×10−27 kg
Převodní vztah k jednotce eV/c²:
1 u = 1 Da = 931,494 102 42(28)×106 eV/c²

Historická poznámka 
Před rokem 1961, kdy došlo k dohodě mezi organizacemi IUPAC a IUPAP a byla odsouhlasena shora uvedená definice atomové hmotnostní konstanty a z ní vycházející unifikované atomové hmotnostní jednotky, používali chemikové a fyzikové poněkud odlišné definice atomových hmotnostních konstant, resp. jednotek. Jejich hodnoty se proto lišily. Obě sice za základ užívaly atomy kyslíku, ale fyzikové konstantu vztahovali k izotopu kyslíku-16 (O), zatímco chemikové vycházeli z přírodní směsi nuklidů kyslíku. Příslušné atomové hmotnostní jednotky se označovaly značkou amu (z anglického atomic mass unit). Vztah k současné unifikované atomové hmotnostní jednotce, resp. daltonu je

1 u = 1 Da = 1,000 317 1 amu(fyz) = 1,000 042 amu(chem)

Používání jednotek amu se od r. 1961 nedoporučuje. V současných normách se již neuvádí ani jako souběžně používaná zastaralá jednotka. Vzhledem k uvedené změně definice této konstanty i příslušné jednotky se pro upřesnění k jejímu dnešnímu názvu dodává slovo unifikovaná, je však přípustné ho vynechávat, neboť vzhledem k dlouhé době, kdy se jednotky amu nepoužívají, již nehrozí záměna.

Biochemie 
Biochemický slovník uvádí „dalton, značka Da, angl. dalton, jednotka molekulové hmotnosti, nazvaná podle Johna Daltona. Má hodnotu jedné dvanáctiny hmotnosti uhlíku 12C, 1 Da = 1,66.10-27 kg. Voda tedy má molekulovou hmotnost 18 Da (molární hmotnost 18 g/mol a relativní molekulovou hmotnost 18). Jednotka Da (často se užívají násobky kDa, kilodalton), ač vůbec nezapadá do systému jednotek SI, je běžně používána pro vyjádření molekulové hmotnosti biomakromolekul.“

Poznámky

Odkazy

Reference

Literatura 
 ČSN EN ISO 80000-10 (01 1300). Veličiny a jednotky. Část 10, Atomová a jaderná fyzika. [Praha]: Česká agentura pro standardizaci, 2020. 51 s. Česká technická norma; ICS 01.060. Zpracovatel Jan Obdržálek. [Touto normou se nahrazuje ČSN EN ISO 80000-10 (01 1300) z března 2020.]

Související články 
 Molární hmotnostní konstanta
 Relativní atomová hmotnost
 Relativní molekulová hmotnost

Atomová fyzika
Fyzikální veličiny
Fyzikální konstanty
Jednotky hmotnosti
Chemické veličiny