Atommasse

Wie viel wiegt ein Atom? So klein wie die Atome muss auch ihr Gewicht sein. Heute weiß man, das die Masse (m) eines Schwefelatoms 0.000,000,000,000,000,000,000,053g beträgt. Die Masse des leichtesten Atoms, des Wasserstoffatoms beträgt 1.67·10-27kg. Es ist also auf Grund der vielen Nullen sehr umständlich das Gewicht eines Atoms in Gramm, Milligramm oder gar Kilogramm anzugeben. Deshalb wurde im 19. Jahrhundert von John Dalton eine Maßeinheit eingeführt, die den sehr kleinen Verhältnissen besser entspricht: die atomare Masseneinheit [u] (für "unified atomic mass unit"). Besonders im Bereich der Biochemie nutzt man als Einheit das Dalton [Da], was aber das selbe ist.

Die Einheit wurde willkürlich bestimmt und ging ursprügnlich vom kleinsten der Atome aus, dem Wasserstoffatom. Das Gewicht des Wasserstoffs wurde als 1u festgelegt. Alle anderen Elemente bezogen sich auf diese Masse. Man sprach auf Grund der Relativität zum Wasserstoff auch von relativer Atommasse [Ar] (ohne Einheit). In der heutigen Zeit verwendet man als Basisgröße nicht mehr die Masse des Wasserstoffs, sondern die Masse des Kohlenstoffisotops 12C. Davon ausgehend ist Wasserstoff ungefähr zwölfmal kleiner. Seine relative Atommasse Ar ist ein 12tel des Kohlenstoffatoms, also 1.

Genaue Rechnungen, bei denen man prozentual die Isotope der Elemente mit einrechnet, ergeben für Wasserstoff einen genauen Wert von 1.00795 und für Kohlenstoff selber einen Wert von 12.0107 (da dieser auch aus schwereren Isotopen besteht). Die relative Atommasse ist also genau genommen auch eine durchschnittliche Atommasse eines Elements; bezogen auf ein 12tel der Masse eines Kohlenstoffatoms 12C.

Man muss deutlich zwischen Atommasse und relativer Atommasse unterscheiden. Die relative Atommasse bezieht sich direkt auf das oben erwähnte Kohlenstoffisotop und wird einheitslos angegeben. Die Masse eines Atoms, also die Atommasse ist eine absolute Größe und hat den Wert der relativen Atommasse in u.

In der Praxis kann man nun diese Werte 1:1 auf Gramm hochrechnen, und für chemische Reaktionen benutzen. Durch die Wahl des Bezugssystems (oben genanntes Kohlenstoffisotop) wurde nämlich sichergestellt, dass 1mol Teilchen der Masse 1u gerade 1g wiegt. Detaillierte Informationen dazu bietet der Artikel über die Stoffmenge Mol und die molare Masse.

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