Unitat de massa atòmica
La unitat de massa atòmica unificada (símbol «o»)[1] o dalton (símbol «Dona»)[2] és una unitat estàndar de massa definida com la doceava part (1/12) de la massa d'un àtom, neutre i no enllaçat, de carbono-12, en el seu estat fonamental elèctric i nuclear,[3] i equival a 1.660 5402(10)×10−27 kg o 1.660 5402(10)×10−24 g (valor recomanat per CODATA).[4] La massa d'un mol d'unitats (NA) de massa atòmica equival a un g.
S'utilisa per a expressar la massa d'àtoms i molècules (massa atòmica i massa molecular).
El Comité Internacional de Pesos i Mides l'ha categorizado com una unitat no compatible en l'us del Sistema Internacional d'Unitats, i el valor de les quals en unitats SI deu obtindre's experimentalment.[3]
En el Sistema Internacional de Magnituts (ISO 80000-1), es dona com a únic nom el de «dalton» i es desaconsella el de «unitat de massa atòmica unificada»,[5] ya que esta pot adoptar dos valors distints i, ademés, no admet prefixos multiplicativos (no és possible usar «ku» pero sí «kDa»).[6]
No deu confondre's en les unitats atòmiques.
Energia equivalent
[editar | editar còdic]La constant de massa atòmica també es pot expressar com la seua equivalència entre massa i energia, que és moc2. Els valors recomanats per el CODATA en 2018 són:
Història
[editar | editar còdic]Orige del concepte
[editar | editar còdic]
L'interpretació de la llei de les proporcions definides en térmens de la teoria atòmica de la matèria implicava que les masses dels àtoms de varis elements tenien proporcions definides que depenien dels elements. Si be les masses reals eren desconegudes, les masses relatives podien deduir-se d'eixa llei. En 1803 John Dalton va propondre utilisar la massa atòmica (encara desconeguda) de l'àtom més llauger, el d'hidrogen, com a unitat natural de massa atòmica. Esta va ser la base de la escala de pes atòmic.[7]
Per raons tècniques, en 1898, el químic Wilhelm Ostwald i uns atres varen propondre redefinir l'unitat de massa atòmica com a Plantilla:Frac de la massa d'un àtom d'oxigen.[8] Eixa proposta va ser adoptada formalment pel Comité Internacional de Pesos Atòmics (ICAW) en 1903. Eixa era aproximadament la massa d'un àtom d'hidrogen, pero l'oxigen era més susceptible de determinació experimental. Esta sugerència es va fer abans del descobriment de l'existència dels isòtops elementals, que es va produir en 1912.[7] El físic Jean Perrin havia adoptat la mateixa definició en 1909 durant els seus experiments per a determinar les masses atòmiques i la constant de Avogadro.[9] Esta definició es va mantindre sense canvis fins a 1961.[10][11] Perrin també va definir el "mol" com una cantitat d'un compost que contenia tantes molècules com 32 grams d'oxigen (Plantilla:Chem). Va cridar a eixe número el número de Avogadro en honor al físic Amedeo Avogadro.
Variació isotòpica
[editar | editar còdic]El descobriment d'isòtops d'oxigen en 1929 va requerir una definició més precisa de l'unitat. Desafortunadament, es varen utilisar dos definicions distintes. Els químics elegixen definir la AMU com 1 ⁄ 16 de la massa promig d'un àtom d'oxigen que es troba en la naturalea; és dir, el promig de les masses dels isòtops coneguts, ponderat per la seua abundància natural. Els físics, per un atre costat, ho varen definir com 1 ⁄ 16 de la massa d'un àtom de l'isòtop oxigen-16 (16O).[8]
Definició de la IUPAC
[editar | editar còdic]L'existència de dos unitats distintes en el mateix nom era confusa, i la diferència (al voltant d'1.000282 en térmens relatius) era lo suficientment gran com per a afectar a les medicions d'alta precisió. Ademés, es va descobrir que els isòtops de l'oxigen tenien diferents abundància naturals en l'aigua i en l'aire. Per estes i atres raons, en 1961 la Unió Internacional de Química Pura i Aplicada (IUPAC), que havia absorbit a el ICAW, va adoptar una nova definició de l'unitat de massa atòmica per al seu us tant en física com en química; a saber, Plantilla:Frac de la massa d'un àtom de carbono-12. Este nou valor era intermig entre les dos definicions anteriors, pero més propenc a l'utilisat pels químics (que serien els més afectats pel canvi).[7][8]
La nova unitat es va denominar "unitat de massa atòmica unificada" i se li va donar un nou símbol "o", per a substituir a l'antic "amu" que s'havia utilisat per a les unitats basades en l'oxigen.[12] No obstant, l'antic símbol "amu" s'ha utilisat a voltes, despuix de 1961, per a referir-se a la nova unitat, sobretot en contexts profans i preparatoris.
En esta nova definició, el pes atòmic estàndart del carbono és aproximadament 12,011 Dona, i el de l'oxigen és aproximadament 15,999 Dona. Estos valors, generalment utilisats en química, es basen en promijos de moltes mostres de la corfa terrestre, la seua atmòsfera i materials orgànics.
Adopció per el BIPM
[editar | editar còdic]La definició de l'unitat de massa atòmica unificada de la IUPAC de 1961, en eixe nom i símbol "o", va ser adoptada per la Oficina Internacional de Peses i Mides (BIPM) en 1971 com una Unitat no SI acceptada per al seu us en el SI.[13]
El dalton
[editar | editar còdic]En 1993, la IUPAC va propondre el nom més curt de "dalton" (en el símbol "Dona") per a l'unitat de massa atòmica unificada.[14][15] De la mateixa manera que atres noms d'unitats com a watt i newton, "dalton" no s'escriu en mayúscules en anglés, pero el seu símbol, "Dona", sí. El nom va ser aprovat per la Unió Internacional de Física Pura i Aplicada (IUPAP) en 2005.[16]
En 2003 el nom va ser recomanat a el BIPM pel Comité Consultiu d'Unitats, part del CIPM, ya que "és més curt i funciona millor en els prefixos del SI".[17]
En 2006, el BIPM va incloure el dalton en el seu 8.ª edició de la definició formal del SI.[13]
El nom també va ser inclós com a alternativa a la "unitat de massa atòmica unificada" per la Organisació Internacional de Normalisació en 2009.[18][19] Actualment és recomanat per vàries editorials científiques,[20] i algunes d'elles consideren "unitat de massa atòmica" i "amu" obsolets.[21] En 2019, el BIPM va mantindre el daltón en el seu 9.ª edició de la definició formal del SI, mentres que va eliminar l'unitat de massa atòmica unificada de la seua taula d'unitats no SI acceptades per al seu us en el SI, pero senyala secundariamente que el daltón (Dona) i l'unitat de massa atòmica unificada (o) són noms (i símbols) alternatius per a la mateixa unitat.[22]
Una proposta
[editar | editar còdic]En 2012, l'ingenier aeroespacial australià B.P. Leonard va propondre redefinir el dalton exactament en térmens de quilogram, trencant aixina el víncul en 12C.[23] Açò provocaria canvis molt llaugers en les masses atòmiques de tots els elements quan s'expressen en daltons, pero els canvis serien massa menuts per a tindre efectes pràctics en els càlculs estequiomètrics. No obstant, açò garantisa que la redefinició de 2019 del número de Avogadro com un número entero exacte és equivalent a la seua definició tradicional com a g/Dona, sense necessitat d'un factor de correcció. El mol, tradicionalment definit com a número de Avogadro d'entitats, pugues llavors escriure's com mol = g/Dona ent, a on una entitat, ent, és proposta per Leonard com l'unitat de cantitat de substància a escala atòmica. Les unitats a escala atòmica i macroscòpica per a la massa molar es relacionen llavors per mig de fòrmules dimensionalmente consistents: Dona/ent = g/mol = kg/kmol, exactament.
Redefinició de les unitats bàsiques de el SI en 2019
[editar | editar còdic]La definició del dalton no es va vore afectada per la redefinició de les unitats de el SI,[24]
[25][22] és dir, 1 Dona en el SI seguix sent Plantilla:Frac de la massa d'un àtom de carbono-12, una cantitat que deu determinar-se experimentalment en térmens d'unitats de el SI. No obstant, la definició d'un mol es va canviar per a ser la cantitat de substància que consistix exactament en entitats i la definició del quilogram es va canviar també. Com a conseqüència, la constant de massa molar ya no és exactament 1 g/mol, lo que significa que el número de grams en la massa d'un mol de qualsevol substància ya no és exactament igual al número de daltons en la seua massa molecular mija.[26]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ [1] IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997)
- ↑ [2] IUPAC Compendium of Chemical Terminology 2nd Edition (1997)
- ↑ 3,0 3,1 International Bureau of Weights and Measures(2006).«The International System of Units (SI)».
- ↑ Fonamental Physical Constants from NIST
- ↑ ISO 80000-1:2009. Quantities and units, part 1, General (International System of Quantities).
- ↑ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (8th ed.), p. 126, ISBN 92-822-2213-6
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Petley, B. W. (1989). “The atomic mass unit”. IEEE Trans. Instrum. Pixes. 38 (2): 175–179. doi:.
- ↑ 8,0 8,1 8,2 Holden, Norman E. (2004). “Atomic Weights and the International Committee—A Historical Review”. Chemistry International 26 (1): 4–7.
- ↑ Perrin, Jean (1909). “Mouvement brownien et réalité moléculaire”. Annales de Chimie et de Physique 18: 1–114. Extract in English, translation by Frederick Soddy.
- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadachang2005 - ↑ (2008) Chemistry: The Practical Science (vol. 10), p. 60. ISBN 978-0-547-05393-6.
- ↑ Plantilla:GoldBookRef
- ↑ 13,0 13,1 Bureau International dones Poids et Mesures (1971): 14th Conference Générale dones Poids et Mesures [3] archivat en Wayback Machine. Available at the BIPM website.
- ↑ (1993) Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry International Union of Pure and Applied Chemistry; Physical Chemistry Division, 2nd edició, International Union of Pure and Applied Chemistry and published for them by Blackwell Science Ltd. ISBN 978-0-632-03583-0.
- ↑ Plantilla:GoldBookRef
- ↑ «IUPAP: C2: Report 2005».
- ↑ «Consultative Committee for Units (CCU); Report of the 15th meeting (17–18 d'abril de 2003) to the International Committee for Weights and Measures».
- ↑ (2009) International Standard ISO 80000-1:2009 – Quantities and Units – Part 1: General, International Organization for Standardization.
- ↑ Erro en la cita: L'element
<ref>no és vàlit; puix no n'hi ha una referència en text nomenadaISO10 - ↑ «Instructions to Authors». AoB Plants. Oxford journals; Oxford University Press.
- ↑ “Author guidelines” (2010). Rapid Communications in Mass Spectrometry. Wiley-Blackwell.
- ↑ 22,0 22,1 Bureau International dones Poids et Mesures (2019): The International System of Units (SI), 9th edition, English version, page 146. Available at the BIPM website.
- ↑ “Why the dalton should be redefined exactly in terms of the kilogram” (2012). Metrologia 49 (4): 487–491. Bibcode: 2012Metro..49..487L.
- ↑ International Bureau for Weights and Measures (2017): Proceedings of the 106th meeting of the International Committee for Weights and Measures (CIPM), 16-17 and 20 October 2017, page 23. Available at the BIPM website [4] archivat en Wayback Machine..
- ↑ International Bureau for Weights and Measures (2018): Resolutions Adopted - 26th Confernce Générale dones Poids et Mesures
- Archivat el 19 de novembre de 2018 archivat en Wayback Machine.. Available at the BIPM website.
- ↑ “Unified Atomic Mass Unit” . doi:.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Unidad de masa atómica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.