Aatommass

Aatommass ehk suhteline aatommass (varem ka aatomkaal) on kas keemilise elemendi või selle isotoobi ühe aatomi mass aatommassiühikutes (amü). Alates 1961. a kasutatakse aatommassiühikuna süsinikuühikut, mis on 1/12 süsiniku isotoobi ¹²C aatomi massist.

Aatomi mass moodustub peamiselt aatomituuma prootonite ja neutronite massist ehk tuuma massiarvust. Seega on elemendi erinevatel isotoopidel, mille tuumas on erinev arv neutroneid, erinev aatommass. Kuna enamik elemente esineb looduslikult isotoopide seguna, on keemilise elemendi aatommass selle elemendi isotoopide aatommasside kaalutud keskmine. Kaaludeks on seejuures vastava isotoobi loodusliku esinemise sagedused.

Näiteks süsinik esineb looduslikult kahe isotoobina: ¹²C, mille aatommass on 12 amü ja mida esineb looduslikus süsinikus 98,89% ning ¹³C, mille aatommass on 13,00335 amü ja mida esineb 1,11%. Leides nende isotoopide aatommasside keskmise, saame süsiniku (keskmiseks) aatommassiks 12,01115 amü.

Kuna isotoopide täpne esinemissagedus looduses pole teada, tuuakse elementide aatommassid veaga (nt. 2001. a IUPAC-i andmeil oli molübdeeni aatommass 95,94 ± 0,02). Samuti täpsustatakse elementide aatommasse perioodiliselt.

Ajalooliselt võttis suhtelise aatommassi 19. sajandi alguses kasutusele inglise keemik John Dalton, kasutades võrdluseks vesiniku aatomi massi. Siiski ei võimaldanud tolle aja arusaamad aine ehitusest elementide aatommasse õigesti määrata. Läbimurdeni jõuti alles peale Amedeo Avogadro poolt 1811. a sõnastatud molekulaarse teooria hüpoteesi üldtunnustamist 1860. a. rahvusvahelisel keemikute kongressil Karlsruhes.

Esialgu määrati aatommassid kindlaks kergeima elemendi - vesiniku suhtes. Kuna aga enamiku elementide aatommassid määrati hapnikuühenditest, siis teostati mõõtmisi tegelikult hapniku aatommassi suhtes ning kasutusele võeti hapnikuühik. Praktikas kasutati paralleelselt kaht hapnikuühikut:

• keemilist hapnikuühikut, mis vastas 1/16 loodusliku hapniku aatomi massist
• füüsikalist hapnikuühikut, mis oli 1/16 hapniku isotoobi ¹⁶O aatomi massist

Kuna kahel erineval skaalal leitud elementide aatommassid erinesid teineteisest rohkem, kui arvutusteks sobilik viga, otsustati 1961. aastal kasutusele võtta mõlemaid nõudmisi rahuldav süsinikuühik.

Aatommasside mõõtmiseks kasutatakse massispektromeetrit.