原子の質量と相対質量｜化学基礎【高校化学Net参考書】

原子の質量

　原子1個の質量は，10^－24g～10^－22g程度です。これらの数字が非常に小さいため，実験準備やデータ処理などで複雑になってしまいます。

　とくに覚える必要はありませんが，代表的な原子の1個当たりの質量をまとめておきます。

　上に書いたように，原子1個の質量は非常に小さいので，実験で量り取るときなどに扱いづらいことがあります。そこで，異なる原子間の質量比は崩すことなく簡単な数値として扱うために，相対質量というものを用いるようになりました。

　これまで基準はコロコロ変わっていますが，現在は「質量数12の炭素原子¹²Cをちょうど12とする」を基準にしています。そして，¹²Cとの質量比を考慮して他の原子の相対質量を求めることにしています。

　例えば，理解しやすくするために有効数字2桁で考えると，¹²Cの質量は2.0×10^－23g，¹⁸Oの質量は3.0×10^－23gです。

　　質量数18の酸素原子の相対質量

より，¹⁸Oの質量は，基準である¹²Cの質量の1.5倍です。よって，¹⁸Oの相対質量は基準である「12」の1.5倍で18ということになります。

　逆のパターンを考えてみます。相対質量が9.0である原子の絶対質量を求めてみましょう。この原子の相対質量は，基準である¹²C（相対質量12）の0.75倍です。つまり，絶対質量も¹²Cの0.75倍ということになります。よって，2.0×10^－23g×0.75＝1.5×10^－23gです。

　代表的な原子の相対質量を求めると，次のようになります。

元素	原子	質量〔g〕	相対質量	質量数
水素	¹H	1.6735×10^－24	1.0078	1
水素	²H	3.3445×10^－24	2.0141	2
ヘリウム	⁴He	6.6465×10^－24	4.0026	4
炭素	¹²C	1.9926×10^－23	12	12
炭素	¹³C	2.1593×10^－23	13.003	13
窒素	¹⁴N	2.3253×10^－23	14.003	14
窒素	¹⁵N	2.4908×10^－23	15.000	15
酸素	¹⁶O	2.6560×10^－23	15.995	16
	¹⁷O	2.8228×10^－23	16.999	17
	¹⁸O	2.9888×10^－23	17.999	18
ナトリウム	²³Na	3.8175×10^－23	22.990	23
アルミニウム	²⁷Al	4.4805×10^－23	26.982	27
塩素	³⁵Cl	5.8067×10^－23	34.969	35
塩素	³⁷Cl	6.1383×10^－23	36.966	37
アルゴン	³⁶Ar	5.9726×10^－23	35.968	36
	³⁸Ar	6.3039×10^－23	37.963	38
	⁴⁰Ar	6.6359×10^－23	39.962	40
カリウム	³⁹K	6.4701×10^－23	38.964	39
	⁴⁰K	6.6362×10^－23	39.964	40
	⁴¹K	6.8019×10^－23	40.962	41
ウラン	²³⁸U	3.9528×10^－22	238.05	238