Atommasse

Die Atommasse ist die Masse eines einzelnen Atoms.

Es sind zwei Arten der Angabe der Atommasse in Gebrauch:

• Sie kann als absolute Atommasse A wie jede Masse in der SI-Einheit Kilogramm (mit dem Einheitenzeichen kg) angegeben werden.
• Sie kann als relative Atommasse u mit der Einheit Eins angegeben werden.

Beide sind über die atomare Masseneinheit (mit dem Einheitenzeichen u, früher auch amu) verbunden: Die absolute Atommasse A ist das Produkt der relativen Atommasse A u und der atomaren Masseneinheit u.

Grundlagen

Die atomare Masseneinheit u ist definiert als ein Zwölftel der Masse eines Atoms des Kohlenstoff-Isotops ¹²C. Sie ist damit ca. 8 ‰ kleiner als die Masse eines Wasserstoffatoms ¹H. Durch die so gewählte Bezugsmasse liegen die Zahlenwerte für alle bekannten Nuklide nahe bei einer ganzen Zahl.

Der durch Messung bestimmte Wert beträgt 1 u = 1.66053906660e-27 kg mit einer Messunsicherheit von 50 auf den beiden niederwertigsten Dezimalstellen. In der Biochemie, in den USA auch in der organischen Chemie wird die atomare Masseneinheit auch als Dalton (Einheitenzeichen Da) bezeichnet.

In der Chemie wird auf Empfehlung der IUPAC die relative Atommasse für sich allein als eine eigene Größe mit der Dimension Zahl aufgefasst, die auch als Atomgewicht bezeichnet wird. Die Verwendung dieser Bezeichnung wird inzwischen von der ISO als veraltet abgelehnt.

Die relativen Atommassen der Nuklide sind annähernd so groß wie die stets ganzzahligen Massenzahlen. Die Abweichungen werden durch die unterschiedlichen Massen von Proton und Neutron und den Massendefekt erklärt. Bei Mischelementen wird als die relative Atommasse das gewichtete arithmetische Mittel der Atommassen der Isotope angegeben – mit den natürlichen Häufigkeiten der Isotope als Gewichtsfaktoren. In diesen Fällen geht die Nähe zur Ganzzahligkeit verloren.

Hinweis: Die Atommassen und die Häufigkeiten sind in der Liste der Isotope und dort über den Index durch Anklicken des jeweiligen Elementes zu finden.

Beispiel: Kupfer hat zwei stabile Isotope

• ⁶³Cu hat die Atommasse 62,93 und eine Häufigkeit von 69,15 %
• ⁶⁵Cu hat die Atommasse 64,93 und eine Häufigkeit von 30,85 %

Das ergibt für die Atommasse des stabilen Elements den Tabellenwert 63,55 aus 62,93 · 0,6915 + 64,93 · 0,3085.

Aus den Atommassen, den daraus berechenbaren Molekülmassen und anhand der daraus abgeleiteten molaren Massen lassen sich die Massenverhältnisse der an einer chemischen Reaktion beteiligten Stoffe gemäß der zugehörigen Reaktionsgleichung berechnen.