Dalton (Da, amu) — yhtenäinen atomimassayksikkö: määritelmä ja käyttö

Käytännön arvo ja muunnokset

1 dalton (Da) vastaa käytännössä yhtä atomista massayksikköä, ja sen numeerinen arvo SI-järjestelmässä on

1 Da = 1,66053906660 × 10⁻²⁷ kg.

Tämän suhteen voi ymmärtää myös näin: 1 u = 1 g / N_A, missä N_A on Avogadron vakio (6,02214076×10²³ mol⁻¹). Tästä seuraa, että atomien massaluvut u-yksiköissä on sama luku kuin vastaava molaarimassa ilmaistuna g/mol (esim. ilmendiatomien keskimassa ~12,01 u → ~12,01 g/mol).

Symbolit ja historiatieto

Historiallisesti käytettiin usein lyhennettä amu (atomic mass unit). Nykyään yhtenäisestä atomimassayksiköstä käytetään myös merkintöjä u (unified atomic mass unit) ja Da (dalton). IUPAC suosittelee selkeyden vuoksi käyttöä u tai Da, ja Da on yleinen erityisesti biokemiallisissa ja proteiinimassojen yhteyksissä (esim. kDa = kilodalton = 1000 Da).

Miten dalton liittyy hiukkasten massoihin

Yksi dalton on likimääräinen massan yksikkö per nukleoni: protonin ja neutronin massat ovat noin yhden daltonin luokkaa, mutta eivät täsmälleen 1 Da johtuen sidoksiin ja eroihin. Esimerkkejä (pyöristettyjä arvoja):

• protoni ≈ 1,007276 u
• neutroni ≈ 1,008665 u
• elektroni ≈ 0,00054858 u

Koska ytimen sidoksiin liittyvä massavaje pienentää atomien massaa verrattuna yksittäisten nukleonien summamassaan, atomien massat eivät ole kokonaislukuja daltoneina (poikkeuksena täsmällisesti määritelty hiili‑12, jonka massa on määritelmän mukaan 12 u).

Käyttöesimerkkejä

• Kemiallisissa taulukoissa ja lääke‑/biomolekyylien kuvauksessa käytetään usein Da- tai kDa‑yksiköitä (esim. hemoglobiini ≈ 64 kDa).
• Massaspektrometriassa mitataan ionien massan ja varauksen suhdetta (m/z), ja yksikkönä käytetään usein daltonia.
• Kun atomimassan arvo ilmoitetaan u‑yksiköissä, sen voi suoraan lukea myös molaarimassaksi g/mol (esim. H ≈ 1,008 u → ≈ 1,008 g/mol).

Huomioitavaa

• Yksikön nimen ja lyhenteen valinnassa kannattaa huomioida alan käytäntö: biokemian konventiossa Da on yleinen, perinteisissä kemian taulukoissa usein käytetään u tai amu.
• Vaikka dalton antaa kätevän kuvan yksittäisen atomin tai molekyylin absoluuttisesta massasta, niihin liittyy myös tarkkuuskysymyksiä ja relativistisia sekä sidoksiin liittyviä vaikutuksia hyvin tarkassa mittauksessa.