원자 질량 단위

원자 질량 단위(原子質量單位, unified atomic mass unit, 기호: u) 또는 돌턴(dalton, 기호: Da)은 원자나 분자 따위의 질량 표준 단위이다(원자 질량).

원자 질량 단위 (돌턴)
단위의 종류	물리 상수 (SI와 같이 쓰는 비SI 단위)
측정 대상	질량
기호	u 또는 Da
단위의 유래	존 돌턴
단위 환산
1 원자 질량 단위 (돌턴) ▼	... 동등 환산값 ...
킬로그램	1.660 538 921×10-27
MeV/c2	931.5016
me	1 822.888 486 192(53)

1 원자 질량 단위는 대략 핵자 하나의 질량이고 수치적으로 1 g/mol과 동등하다. 원자 질량 단위는 결합이 없고 핵과 전자가 바닥상태이며 정지질량일 때 ${\phantom{A}}_{\phantom{6}}^{\phantom{12}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}6}^{\phantom{2}12}\mathrm{C}$의 원자 질량의 1⁄12로 정의되며 그 값은 2018년 제26차 국제도량형총회에서 1 u = 1.660 539 637 … x 10⁻²⁷ 킬로그램 또는 약 1.66 욕토그램이다. 국제 도량형 위원회는 원자 질량 단위를 국제 단위계로 사용할 수 있는 비국제단위로 분류하였다.

접두어 'unified'가 없는 amu는 산소에 그 정의를 두고 있다가 1961년에 바뀌었다. 그러나, 많은 매체에서는 여전히 'amu'라는 용어를 사용하고 있지만 현재는 ${\phantom{A}}_{\phantom{6}}^{\phantom{12}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}6}^{\phantom{2}12}\mathrm{C}$를 기준으로 한 u를 사용한다. 이러한 관점에서 대부분 '원자 질량 단위'와 'amu'를 사용하지만 오늘날은 '통일된 원자 질량 단위'로 본다. 특정한 원자핵의 표준화를 위해서 ${\phantom{A}}_{\phantom{6}}^{\phantom{12}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}6}^{\phantom{2}12}\mathrm{C}$ 와 ${\phantom{A}}_{\phantom{8}}^{\phantom{16}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}8}^{\phantom{2}16}\mathrm{O}$ 중 하나가 선택돼야 한다. 왜냐하면 질량 결함으로 인하여 원자핵의 평균 질량이 핵자 수에 의존하기 때문이다.

원자 질량 단위는 원자 단위계의 질량의 단위가 아니고, 오히려 전자의 정지 질량(m_e)의 단위에 흔히 쓰인다.

기호 amu가 가끔 옛 기록에서 발견되지만, 보통 단위 없이 많이 쓰인다. 이 단위는 SI 단위가 아니지만, 혼용이 허용된다. 이 단위는 수소 원자가 1 u 에 가깝기 때문에 유용하다. 그리고 대체로 n개의 핵자를 가진 원자의 질량은 n u이다. 원자와 분자의 상대적인 질량을 비교하기 편하다는 장점도 있다. 생화학이나 분자생물학에서는 '돌턴'(Da)이라 쓰기도 한다. 주로 단백질과 같은 고분자 물질에 대해 사용하므로 보통은 1000배인 킬로돌턴(kDa)의 형태로 많이 쓰인다.

역사

화학자 존 돌턴이 처음으로 원자 질량 단위로 수소 원자를 제안했다. 프랜시스 윌리엄 애스턴은 산소-16 원자 질량의 1/16을 원자 질량 단위로 제안했다.

1961년 전에는 물리에서의 amu가 산소-16 원자의 1⁄16 로 정의되고, 화학에서는 평균적 산소 원자의 1⁄16로 정의되었다. 두 단위 모두 현재의 원자량단위보다 작다. 물리학에서는 1960년, 화학에서는 1961년 현재의 단위를 도입했다.

1 u = 1.000 317 9 amu (물리) = 1.000 043 amu (화학)이다.

같이 보기

• 비전하

참고 자료

• A. D. McNaught, A. Wilkinson (1997). 〈Unified atomic mass unit〉 2판. 《Compendium of Chemical Terminology》. Oxford: Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook.U06554. ISBN 0-9678550-9-8.  CS1 관리 - 추가 문구 (링크)
• A. D. McNaught, A. Wilkinson (1997). 〈Dalton〉 2판. 《Compendium of Chemical Terminology》. Oxford: Blackwell Scientific Publications. doi:10.1351/goldbook.D01514. ISBN 0-9678550-9-8.  CS1 관리 - 추가 문구 (링크)