Atómmassi

Atómmassi frumefnis (einnig þekktur sem hlutfallslegur atómmassi, meðalatómmassi eða atómþyngd) er meðal-atómmassi allra samsæta frumefnisins eins og þær koma fyrir í tilteknu umhverfi, vegið út frá algengi samsætanna. Í lotukerfinu eru þær yfirleitt listaðar eftir algengi þeirra í jarðskorpu og andrúmslofti jarðar. Í tilfelli tilbúinna frumefna er kjarneindafjöldi stöðugustu samsætunnar tilgreindur innan sviga sem atómmassinn.

Atómmassi samsætu er hlutfallslegur massi samsætunnar mælt á mælikvarða þar sem kolefni-12 hefur atómmassann nákvæmlega 12. Engar aðrar samsætur hafa heiltölumassa, bæði vegna þess að nifteindir og róteindir eru misþungar sem og vegna massafráviks af völdum bindiorku. Það er þó smávægilegt miðað við massa kjarneindar og því má ávallt rúnna atómmassa samsætu að næstu heiltölu og fá þannig réttan fjölda kjarneinda. Fjölda nifteinda má þá fá með því að draga sætistöluna frá.

Mynstrið í fráviki atómmassanna frá massatölum sínum er sem hér greinir: frávikið byrjar jákvætt í vetni-1, verður svo strax neikvætt og nær lágmarki við járn-56, hækkar síðan og verður aftur jákvætt hjá þungu samsætunum, með vaxandi atómtölu. Þetta samsvarar eftirfarandi: kjarnaklofnun frumefnis sem er þyngra en járn gefur frá sér orku meðan kjarnaklofnun frumefnis sem er léttara en járn þarf orku. Hið gagnstæða á við um kjarnasamruna - samruni þar sem myndunarfrumefnið er léttara en járn gefur frá sér orku en samruni þar sem myndunarfrumefnið er þyngra en járn þarf orku.

Áþekk skilgreining á við um sameindir; í tilfelli þeirra er talað um sameindamassa. Sameindamassa efnis má reikna með því að leggja saman atómmassa atómanna sem efnið er gert úr margfaldað með hlutföllum frumefnanna sem gefin eru í efnaformúlunni. Áþekkan formúlumassa má reikna fyrir efni sem mynda ekki sameindir.

Beinn samanburður og mælingar á mössum atóma og sameinda er fenginn með massalitrófsgreiningu.

Eitt mól af efni inniheldur ávallt atóm- eða sameindamassa efnisins, talið í grömmum.. T.d. er atómmassi járns 55,847 og því er massi eins móls af járni 55,847 g.

Saga.

Fyrir 7. áratuginn lá önnur viðmiðun til grundvallar skilgreiningunni á atómmassa, þ.e. súrefni (O). Ástæðan fyrir því vali var að súrefni er algengasta efnið í efnasamböndum yfirleitt. 16O er algengasta samsæta þess, með 8 róteindum og 8 nifteindum.

Gallinn var hinsvegar sá að í náttúrulegu súrefni er einnig að finna 17O og 18O í eilitlum mæli. Efnafræðingar notuðust við mælikvarða þar sem þessarri náttúrulegu blöndu var ánafnaður atómmassinn 16. Eðlisfræðingar kusu hinsvegar að ánafna sömu tölu, 16, samsætunni 16O hreinni. Mælt á þann mælikvarða hafði náttúrulegt súrefni atómmassann 16,0044917. Gerð var málamiðlun sem byggir á samsætunni 12C. Með henni var komið til móts við kröfu eðlisfræðinga um að byggja á hreinni samsætu jafnframt því sem tölurnar urðu svipaðar því sem verið hafði á mælikvarða efnafræðinganna (atómmassi náttúrulegs O er 15,9994).

Hugtakið "atómþyngd" hefur stundum verið notað fyrir atómmassa, en reynt er að forðast það af því það felur í sér hugtakarugling. Eðlisfræðileg skilgreining þyngdar er massi hlutar sinnum þyngdarhröðun jarðar sem hefur víddina kraftur. IUPAC notast þó enn við staðalatómþyngd sem táknar hlutfallslegan meðalatómmassa frumefnis.