Mikä on atomipaino?

Atomipaino on alkuaineen atomien paino. Tämän mittauksen taustalla oleva tiede on erittäin monimutkainen, ja se on muuttunut melko paljon 1800 -luvun alusta, jolloin konsepti esitettiin ensimmäisen kerran. On myös tärkeää tehdä ero painon ja massan välillä: atomipaino, jota kutsutaan myös suhteelliseksi atomimassaksi, heijastaa alkuaineen yksittäisen atomin keskimääräistä painoa, kun taas atomimassa viittaa tietyn atomin painoon.

Yksinkertaisissa oppikirjoissa ja luonnontieteellisissä kursseissa atomipaino kuvataan usein protonien ja neutronien lukumääränä elementissä yhteen laskettuna. Esimerkiksi kahden protonin ja kahden neutronin elementin painon katsotaan olevan tässä järjestelmässä neljä. Valitettavasti neutronit painavat itse asiassa enemmän kuin protoneja, mikä tekee tästä karkeasta ohjeesta hieman epätarkan.

Yksittäiset atomit ovat erittäin pieniä ja melko vaikeita punnita itse. Varhaiset tutkijat pääsivät järjestelmään, jossa määritettiin elementin paino suhteessa toisen painoon. Ehdotettiin useita vertailuelementtejä, mukaan lukien vety, ja nykyiset mittaukset on johdettu hiilestä-12, joka on vakaa ja runsas hiilen muoto. Atomimassayksikkö, mittausyksikkö, jota käytetään atomipainon saavuttamiseen, koostuu 1/12 hiili-12: n painosta.

Yhtälöön on lisättävä toinen monimutkaisuus, joka on se, että useimmat elementit ovat useiden isotooppien muodossa, joista jokaisella on hieman eri massa. Suhteellisen atomimassan mittaukset heijastavat tosiasiassa kaikkien elementin kaikkien tunnettujen isotooppien näytteistä otettujen mittausten keskiarvoa. Jos elementtejä on vain yksi tai kaksi tunnettua isotooppia, paino on usein hyvin lähellä kokonaislukua, mutta muiden alkuaineiden kohdalla tarkka mittaus voi lisätä useita numeroita desimaalipilkun jälkeen.

Kansainvälinen puhtaan ja sovelletun kemian liitto julkaisee säännöllisesti luetteloita atomipainoista, joita käytetään tiedeyhteisön standardeina. Pikalaskelmissa, etenkin hyvin perustavanlaatuisissa luonnontieteellisissä tunneissa, käytetään joskus vanhaa protonien ja neutronien kaavaa, mutta kehittyneissä tieteissä on tärkeää käyttää tarkempaa mittausta. Erityisen nirsoilla tiedemiehillä voi tosiasiassa olla aikaa määrittää elementin erityinen atomimassa, jonka kanssa he työskentelevät, koska pienet vaihtelut isotooppien välillä voivat tehdä suuria eroja kokeissa.