Атомная единица массы

Запрос «Дальтон (единица)» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Запрос «МДа» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

А́томная едини́ца ма́ссы (русское обозначение: а. е. м.^[1]; международное: u), она же дальто́н (русское обозначение: Да, международное: Da), она же углеро́дная едини́ца^[2] — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Атомная единица массы определяется как 1⁄12 массы свободного покоящегося атома углерода ¹²C, находящегося в основном состоянии^[3].

Атомная единица массы не является единицей Международной системы единиц (СИ), но Международный комитет мер и весов относит её к единицам, допустимым к применению наравне с единицами СИ^[3]. В Российской Федерации она допущена для использования в качестве внесистемной единицы без ограничения срока действия допуска с областью применения «атомная физика»^[1]. В соответствии с ГОСТ 8.417-2002 и «Положением о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации», наименование и обозначение единицы «атомная единица массы» не допускается применять с дольными и кратными приставками СИ^[1][4]. Однако дольные и кратные единицы допустимы для использования с синонимичным названием единицы «дальтон»; например, массы биологических макромолекул часто выражаются в килодальтонах (кДа) и мегадальтонах (МДа), а чувствительность масс-спектрометрической аппаратуры может выражаться в миллидальтонах (мДа) и микродальтонах (мкДа).

Рекомендована к применению ИЮПАП в 1960 и ИЮПАК в 1961 годах. Официально рекомендованными являются англоязычные термины atomic mass unit (a. m. u.) и более точный unified atomic mass unit (u. a. m. u.) — «универсальная атомная единица массы»; в русскоязычных научных и технических источниках последний употребляется реже.

Численное значение

Рекомендованное Комитетом по данным для науки и техники значение а. е. м. на основании данных 2022 года^[5]:

1 а. е. м. = 1,660 539 068 92(52)⋅10⁻²⁷ кг.

1 а. е. м., выраженная в граммах, численно практически равна обратному числу Авогадро (более того, до изменения определения моля через фиксацию числа Авогадро равенство было точным), то есть 1/N_A, выраженному в моль⁻¹. Молярная масса определённого вещества, выраженная в граммах на моль, численно совпадает с массой молекулы этого вещества, выраженной в а. е. м.

Поскольку массы элементарных частиц обычно выражаются в электронвольтах^[6], важным является переводной коэффициент между эВ и а. е. м.:

1 а. е. м. = 0,931 494 103 72(29) ГэВ/c^2[7];

1 ГэВ/c² = 1,073 544 100 83(33) а. е. м.^[7]

Здесь c — скорость света.

История

Понятие атомной массы ввёл Джон Дальтон в 1803 году, единицей измерения атомной массы сначала служила масса атома водорода (так называемая водородная шкала). В 1818 году Берцелиус опубликовал таблицу атомных масс, отнесённых к атомной массе кислорода, принятой равной 103. Система атомных масс Берцелиуса господствовала до 1860-х годов, когда химики опять приняли водородную шкалу. Но в 1906 году они перешли на кислородную шкалу, по которой за единицу атомной массы принимали 1⁄16 часть атомной массы кислорода. После открытия изотопов кислорода (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O) атомные массы стали указывать по двум шкалам: химической, в основе которой лежала 1⁄16 часть средней массы атома природного кислорода, и физической с единицей массы, равной 1⁄16 массы атома нуклида ¹⁶O. Использование двух шкал имело ряд недостатков, поэтому в 1960 году сначала X Генеральная ассамблея Международного союза теоретической и прикладной физики (ИЮПАП), а в 1961 году и конгресс Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) приняли углеродную шкалу^[8].

Кратные и дольные единицы

Кратные				Дольные
величина	название	обозначение		величина	название	обозначение
101 Да	декадальтон	даДа	daDa	10−1 Да	децидальтон	дДа	dDa
102 Да	гектодальтон	гДа	hDa	10−2 Да	сантидальтон	сДа	cDa
103 Да	килодальтон	кДа	kDa	10−3 Да	миллидальтон	мДа	mDa
106 Да	мегадальтон	МДа	MDa	10−6 Да	микродальтон	мкДа	µDa
109 Да	гигадальтон	ГДа	GDa	10−9 Да	нанодальтон	нДа	nDa
1012 Да	терадальтон	ТДа	TDa	10−12 Да	пикодальтон	пДа	pDa
1015 Да	петадальтон	ПДа	PDa	10−15 Да	фемтодальтон	фДа	fDa
1018 Да	эксадальтон	ЭДа	EDa	10−18 Да	аттодальтон	аДа	aDa
1021 Да	зеттадальтон	ЗДа	ZDa	10−21 Да	зептодальтон	зДа	zDa
1024 Да	йоттадальтон	ИДа	YDa	10−24 Да	иоктодальтон	иДа	yDa
1027 Да	роннадальтон	РнДа	RDa	10−27 Да	ронтодальтон	рнДа	rDa
1030 Да	кветтадальтон	КвДа	QDa	10−30 Да	квектодальтон	квДа	qDa
рекомендовано к применению  применять не рекомендуется  не применяются или редко применяются на практике

Ссылки

• Официальная формулировка ИЮПАК
• Fundamental Physical Constants — Complete Listing (англ.)
• Атомные единицы массы / Справочник химика