Atomimassa – määritelmä, atomimassayksikkö (u), massaluku ja isotoopit

Atomimassa selkokielellä: mitä ovat atomimassayksikkö (u), massaluku ja isotoopit — ymmärrä hiili‑12, isotooppimassat ja laskut helposti.

Tekijä: Leandro Alegsa

09-03-2026 19:04

Atomimassa (symboli: m_a) tarkoittaa kemiallisen alkuaineen yhden atomin massaa. Se sisältää atomin muodostavien kolmen subatomisen hiukkasen, protonien, neutronien ja elektronien, massat. Elektronien massa on kuitenkin protonien ja neutronien massaan verrattuna hyvin pieni, joten ytimen hiukkasten massa hallitsee atomin kokonaismassaa.

Atomimassan yksikkö: atomimassayksikkö (u)

Atomimassa ilmoitetaan useimmiten atomimassayksiköissä (yksikkötunnus: u), joita kutsutaan myös daltoneiksi (Da). Yksi atomimassayksikkö määritellään 1/12:ksi yhden hiili-12-atomin massasta. Tarkka arvo on noin 1,660 539 066 60(50) × 10⁻²⁷ kg, eli noin 1,66054 × 10⁻²⁷ kg.

Massaluku ja karkea arvio

Hiili-12-atomin massa on täsmälleen 12 u. Koska elektronit ovat niin kevyitä, voidaan yleistää, että hiili-12-atomin massa muodostuu pääosin sen 6 protonista ja 6 neutronista. Protonien ja neutronien massat ovat lähellä toisiaan, joten jokaisen nukleonin massa on suunnilleen 1 u. Näin ollen atomin massan karkea arvio atomimassayksiköissä saadaan laskemalla ytimen protonien ja neutronien lukumäärän summa, jota kutsutaan massaluvuksi. Atomin todellinen atomimassa poikkeaa kuitenkin massaluvusta tyypillisesti jonkin verran — usein esimerkiksi ~0,1 u verran tai enemmän riippuen ydinenergiasta.

Isotoopit ja isotooppimassa

Atomin protonien määrä määrää, mikä alkuaine on, mutta samaan alkuaineeseen voi liittyä atomeja, joilla on eri määrä neutroneita. Tällaisia atomeja kutsutaan isotoopeiksi. Esimerkiksi kloorilla on kaksi yleistä isotooppia: kloori-35 ja kloori-37. Molemmissa on 17 protonia, mutta kloori-35:ssa on 18 neutronia ja kloori-37:ssä 20 neutronia. Jokaisella isotoopilla on oma tarkka massa, jota kutsutaan isotooppimassaksi. Kloori-35:n isotooppimassa on noin 34,9689 u (usein pyöristetään noin 35 u) ja kloori-37:n noin 36,9659 u (noin 37 u).

Massaluku vs. atomimassa vs. suhteellinen atomimassa

On tärkeää erottaa seuraavat käsitteet:

Massaluku (symboli: A) on ytimen protonien ja neutronien lukumäärän summa. Massaluku on kokonaisluku eikä sillä ole yksikköä. (massaluku)
Isotooppimassa on tietyn isotoopin todellinen massa yksikössä u. Se ei yleensä ole kokonaisluku johtuen nukleonien massojen eroista ja ydinenergian (sitoutumisenergian) vaikutuksesta.
Suhteellinen atomimassa eli atomipaino (atomipaino tai relative atomic mass) on luonnossa esiintyvän alkuaineen eri isotooppien painotettu keskiarvo, jossa käytetään niiden luonnollisia esiintymisosuuksia. Tämä arvo näkyy jaksollisessa järjestelmässä esimerkiksi kloorille noin 35,45 u, koska luonnollinen kloorin koostumus on seos kloori‑35:ttä ja kloori‑37:ää.

Miksi isotooppimassat eivät ole kokonaislukuja?

Isotooppimassat poikkeavat usein massaluvusta useasta syystä:

Nukleonien yksittäiset massat eivät ole täsmälleen 1 u.
Ytimen sitoutumisenergia (massadefekti) vähentää kokonaishäviävää massaa suhteessa erillisten protonien ja neutronien summaan: sitoutuneen ytimen massa on pienempi kuin yksittäisten nukleonien massa yhteensä.
Elektronien mukanaolo ja niiden sitoutumisenergiat aiheuttavat pieniä lisäeroja.

Mittaaminen: massaspektrometria

Atomimassoja mitataan tyypillisesti massaspektrometrialla, jossa ionisoidut atomit tai molekyylit erotellaan massa‑vara‑suhteen (m/z) perusteella. Tämän menetelmän avulla saadaan tarkat isotooppimassat ja suhteelliset esiintymisosuudet, joiden pohjalta lasketaan alkuaineen suhteellinen atomimassa (atomipaino).

Keskeiset muistettavat seikat

Atomimassa on atomin massa, ja se mitataan usein yksikössä u (dalton).
Massaluku A on kokonaislukuna ytimen protonien ja neutronien summa eikä ole sama kuin atomimassa.
Isotoopit ovat saman alkuaineen atomeja, joilla on eri neutroniluku, ja niillä on omat isotooppimassat.
Suhteellinen atomimassa (atomipaino) on eri isotooppien painotettu keskiarvo luonnollisen esiintymisprosentin mukaan.

Suhteellinen isotooppimassa

Suhteellinen isotooppimassa on isotoopin massa suhteessa 1/12 hiili-12-atomin massasta. Toisin sanoen suhteellinen isotooppimassa kertoo, kuinka monta kertaa alkuaineen isotooppi on raskaampi kuin yksi kahdestoistaosa hiili-12-atomin atomista. Sana suhteellinen suhteellisessa isotooppimassassa viittaa tähän skaalaukseen suhteessa hiili-12:een. Suhteellinen isotooppimassa on samanlainen kuin isotooppimassa, ja sillä on täsmälleen sama numeerinen arvo kuin isotooppimassalla, aina kun isotooppimassa ilmaistaan atomimassayksiköissä. Toisin kuin isotooppimassalla, suhteellisella isotooppimassalla ei kuitenkaan ole yksiköitä.

Kuten suhteellinen isotooppimassa, myös suhteellinen atomimassa (symboli: A ) on _rsuhdeluku ilman yksiköitä. Suhteellinen atomimassa on tietyn näytteen alkuaineen keskimääräisen atomikohtaisen massan suhde 1/12 hiili-12-atomin massaan. Alkuaineen näytteen suhteellisen atomimassan selvittämiseksi joku laskee suhteellisten isotooppimassojen runsauspainotetun keskiarvon. Jatkaaksemme esimerkiksi edellä esitettyä klooriesimerkkiä, jos kloorinäytteessä on 75 % klooria-35 ja 25 % klooria-37. Kloorinäytteessä on siis 75 % klooria-35 ja 25 % klooria-37,

A r = ( 35 × 75 ) + ( 37 × 25 ) 100 = ( 2625 ) + ( 925 ) 100 = 3550 100 = 35.5 {\displaystyle A_{r}={\frac {(35\times 75)+(37\times 25)}{100}}={\frac {(2625)+(925)}{100}}={\frac {(3550}{100}}=35.5}} $A_{r}={\frac {(35\times 75)+(37\times 25)}{100}}={\frac {(2625)+(925)}{100}}={\frac {3550}{100}}=35.5$

Aiheeseen liittyvät sivut

Suhteellinen atomimassa
Massaluku
Atomimassan yksikkö

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on atomimassa?

V: Atomimassa (symboli: ma) on kemiallisen alkuaineen yhden atomin massa. Se sisältää atomin muodostavien kolmen subatomisen hiukkasen, protonien, neutronien ja elektronien, massat.

K: Miten atomimassa ilmaistaan?

V: Atomimassa voidaan ilmaista grammoina, mutta yleensä se ilmaistaan yhdistettyinä atomimassayksikköinä (yksikkötunnus: u). Yksi atomimassayksikkö määritellään 1/12:ksi yhden hiili-12-atomin massasta.

Kysymys: Minkä suuruinen on hiili-12-atomin massa?

V: Hiili-12-atomin massa on 12 u.

K: Mikä määrittää, mikä alkuaine atomi on?

V: Atomin sisältämien protonien määrä määrää, mikä alkuaine se on.

K: Mitä ovat isotoopit?

V: Useimmat luonnossa esiintyvät alkuaineet koostuvat atomeista, joilla on eri määrä neutroneita. Alkuaineen atomia, jolla on tietty määrä neutroneita, kutsutaan isotoopiksi.

K: Mitä eroa on atomimassalla ja sen massaluvulla ?

V: Atomin atomimassa on yleensä 0,1 u:n sisällä massaluvusta, joka edustaa ytimessä olevien protonien ja neutronien yhteenlaskettua kokonaismäärää ilman yksikköä .

Etsiä