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原子质量单位(amu或 u )有时称统一原子质量单位,或 道尔顿 (Dalton,Da,D)是用来衡量原子或分子质量的单位,它被定义为碳12原子质量的1/12。
1 u = 1/NA 克 = 1/(1000 NA) 千克 (NA为 阿伏伽德罗常数 ) =1.66053886×10^-27 kg ; “ amu ”这个符号一般出现在较老的文献中。在书写原子量的时候经常不写任何单位,而将原子质量单位作为默认的单位。在生物化学和分子生物学文献中(特别是描述蛋白质的时候),一般使用道尔顿这个名词,或者使用Da。由于蛋白是 大分子 ,他们通常有上千 道尔顿 的分子量,这时候使用kDa(千道尔顿)作为单位。
分子质量 单位不是 国际单位制 (SI)单位,但是却是SI允许使用的非国际单位制单位,参见SI的相关说明(英文)。
约翰·道尔顿 (John Dalton)最早建议使用一个氢原子的质量来作为原子量的单位。质谱仪的发明人弗朗西斯·威廉·阿斯朗(Francis William Aston)后来使用一个氧16 分子质量 的1/16作为单位。
在1961年之前, 物理原子质量单位 被定义为一个氧16原子质量的1/16,而 化学原子质量单位 则被定义为一个氧原子(计算了不同的氧 同位素丰度 )质量的1/16。这两个单位都比现在使用的统一原子质量单位小一些。统一原子质量单位是由国际纯粹和应用物理联合会(IUPAP)在1960年以及 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC)在1961年所采纳的。
贝采里乌斯 (j.j.berzelius, 1779~1848)在1814~1826年的12年里连续发表了三张 相对原子质量表 ,所列元素多达49种 [3-4] 。其中大部分相对原子质量已接近现代原子量数值。大约在1828年,贝采里乌斯结合原子热容定律和同晶型定律把长期弄错的钾、钠、银的相对原子质量纠正过来。
康尼查罗 提出了如下结论:当考虑一系列某一元素的化合物时,其中必然有一种或几种化合物中只含有一个原子的这种元素,那么在一系列该元素的质量值中,最小值就是该元素相对原子质量的约值 [5-6] 。康尼查罗的上述工作,澄清了当时一些错误观点,统一了分歧意见,为原子--分子论的发展和确定扫除了障碍,使得原子--分子论整理成为一个协调的系统,从而大大地推进了相对原子质量的测定工作。
斯达 在1857~1882这二十五年时间里测定了多种元素的精确相对原子质量,其精度可达小数点后4位数字,与现在相对原子质量相当接近。继斯达之后,美国化学家理查兹(t.w.richards,1868~1928)的工作更为出色。这使他因此而荣获1914年 诺贝尔化学奖 。自1904年起,他和他的学生通过大量的分析工作修正了斯达的相对原子质量值。
英国化学家 道尔顿 提出将最轻的元素氢中一种氢原子的质量定一个基本单位,并以此计算出氧、氮等 14 中 元素 的相对原子质量。1860 年,比利时化学家 施塔尔 又提出了 16O 为基准的更精确的相对原子质量,赢得整个科学界的公认,他提出将一个 16O 原子的 1/16 作为标准,以此为“砝码”的一个单位来测定其他原子的相对质量,而“天平”则是应用了化学反应和化学分析的方法。比如要测定某元素的相对原子质量,就将一定量含有该元素的物质与一摩尔氧原子,或其他已知相对原子质量的 原子 ,充分反应,根据它们反应的质量比就可算出该元素的 相对原子质量
1961 年,化学家和物理学家一致同意采用新“砝码”-----12C,把这种原子质量的 1/12 作为基本单位,至于“天平”也有了许多产品。如目前使用最多的质谱仪。
目前多使用 质谱仪 测量 相对分子量
原理:利用电磁学原理,将待测元素的样品引入质谱,然后用电子轰击,使其由原子变为 正离子 。正离子在一个外加电场的作用下被加速,然后在磁场作用下发生偏转,因为较轻的同位素发生偏转较大,较重的同位素不容易发生偏转,结果不同的同位素被分开。
构造:进样系统、离子源、 质量分析器 、离子检测器和记录系统。
用途: 求准确的相对分子质量、鉴定化合物、推测未知结构。
一个至今仍引人注目的建议是“道尔顿”作为统一的原子质量单位的同义词。SI单位用某些发明家的名字作为名称 第一个字母是有很多先例的,但是“u”并不是一个SI单位,如将其名称定为道尔顿,实际上并不合乎习惯。