Atomimassa

Atomimassasta puhutaan, kun käsitellään yksittäisten atomien massoja. Atomimassan yksikkönä käytetään atomimassayksikköä, jonka tunnus on u tai amu. 1 u on määritelty olevan kahdestoistaosa hiili-isotoopin 12C massasta (1,992646547·10−26 kg) eli 1,660539040·10−27 kg. 12C:n atomimassa on siten 12,0 u.
Avogadron vakio NA ja mooli on määritelty siten, että mooli ainetta, jonka atomimassa on 1 u, painaa 1 gramman. Siten 1 u on lukuarvoltaan sama kuin 1 g/mol eli moolimassa.
Molekyyleille määritellään vastaavasti molekyylimassa.
Lähes aina puhuttaessa jonkin alkuaineen atomimassasta, käytetään todellisuudessa suhteellista atomipainoa (tunnus Ar). Suhteellinen atomipaino on alkuaineen luonnossa esiintyvän isotooppiseoksen erimassaisten atomien atomipainojen pitoisuuksilla painotettu keskiarvo. Suhteellinen atomipaino ei varsinaisesti ole luonnonvakio, vaan riippuu materiaalin fysikaalisesta tai kemiallisesta historiasta.
Suhteellisen atomipainon taulukoituja arvoja on julkaistu tieteellisessä kirjallisuudessa aina F. W. Clarken vuonna 1882 tekemistä mittauksista saakka. Nykyään IUPAC julkaisee nämä joka toinen vuosi. Eräiden alkuaineiden atomipainoille on myös määritetty epätarkkuutta ilmaisevat virherajat. Ensimmäisenä virherajan sai rikki vuonna 1951 ja vuoteen 2007 mennessä niitä oli annettu 18 alkuaineelle. Vuoden 2009 julkaisusta alkaen joidenkin alkuaineiden atomipainolle on käytetty yksittäisen lukuarvon sijasta vaihteluväliä [a; b], jos alkuaineen E luonnossa esiintyvien isotooppien seoksen atomipainolle pätee a ≤ Ar(E) ≤ b.
Alkuaineet, joiden virallinen atomipaino on vaihteluväli, on lueteltu seuraavassa taulukossa. IUPAC on myös määritellyt näille ns. konventionaalisen atomipainon, jota voidaan käyttää esimerkiksi kaupallisiin tarkoituksiin tai tuntemattomalle näytteelle, silloin kun tarkkuudella ei ole merkitystä.
| alkuaine | kemiallinen merkki | atomipaino | konventionaalinen atomipaino |
| --- | --- | --- | --- |
| vety | H | [1,00784; 1,00811] | 1,008 |
| litium | Li | [6,938; 6,997] | 6,94 |
| boori | B | [10,806; 10,821] | 10,81 |
| hiili | C | [12,0096; 12,0116] | 12,011 |
| typpi | N | [14,00643; 14,00728] | 14,007 |
| happi | O | [15,99903; 15,99977] | 15,999 |
| magnesium | Mg | [24,304; 24,307] | 24,305 |
| pii | Si | [28,084; 28,086] | 28,085 |
| rikki | S | [32,059; 32,076] | 32,06 |
| kloori | Cl | [35,446; 35,457] | 35,45 |
| argon | Ar | [39,792; 39,963] | 39,948 |
| bromi | Br | [79,901; 79,907] | 79,904 |
| tallium | Tl | [204,382; 204,385] | 204,38 |
Esimerkiksi se, että argonin atomipaino on [39,792; 39,963], tarkoittaa, että minkä tahansa maapallolta löytyvän argonnäytteen mitatun atomipainon tulisi osua tälle välille. Jos atomipaino ei ole vaihteluväli, epätarkkuus voidaan ilmoittaa viimeistä desimaalia käyttäen. Esimerkiksi iridiumin suhteellinen atomipaino 192,217(2) tarkoittaa sitä, että minkä tahansa luonnosta löytyvän näytteen atomipaino osuisi välille 192,215–192,219.
Keinotekoisesti valmistetuille radioaktiivisille alkuaineille ei ole määritelty standardia atomipainoa, koska niitä ei löydy (ainakaan hyvin vähäistä suurempia määriä) luonnosta. Näille ilmoitetaan taulukoissa usein atomipainon sijasta pysyvimmän isotoopin massaluku, tyypillisesti sulkumerkkien tai hakasulkujen sisällä. Esimerkiksi plutoniumin pitkäikäisin isotooppi on 244Pu, joten atomipainoksi merkitään (244) tai [244]. Raskaimmat alkuaineet, joille on annettu standardi atomipaino ovat torium, protaktinium ja uraani.