มวลอะตอม

อะตอมหนักเท่าไหร่นะ? ถ้าเราสามารถชั่งน้ำหนักอะตอมไฮโดรเจน หนึ่งตัวได้ ด้วยเครื่องชั่งน้ำหนักที่ละเอียดมากๆ มันจะมีน้ำหนัก 1.7 เซปทิลเลี่ยนกรัม ในขณะที่อะตอมที่หนักที่สุดจะมีน้ำหนัก 5 เซ็กซ์ทิลเลี่ยนกรัม การพูดถึงมวลอะตอมด้วยหน่วยกรัมนั้น ไม่สะดวกเอาซะเลย เราจึงต้องใช้หน่วยอื่นแทน หน่วยที่เล็กมากๆ เรียกว่าหน่วยมวลอะตอม ซึ่งมีสัญลักษณ์เป็นตัว u พิมพ์เล็ก เมื่อใช้หน่วยมวลอะตอมนี้ อะตอมจะมีน้ำหนักตั้งแต่ หนึ่งยูถึงสามร้อยยู ตัวเลขนี้ค่อยใช้คำนวนได้ง่ายหน่อย เรามีวิธีเร็วๆในการหาว่าอะตอม หนักประมาณกี่ยู อะตอมตัวนี้มีโปรตอนสามตัว นิวตรอนสี่ตัว และอิเล็กตรอนสามตัว มันคืออะตอมลิเธียม-7 เลขเจ็ดแสดงถึงจำนวนอนุภาคที่อยู่ ในนิวเคลียส มันคือเลขมวล ของอะตอมนั่นเอง มวลของอนุภาคในนิวเคลียสแต่ละอัน มีน้ำหนักประมาณหนึ่งยู ในหน่วยมวลอะตอม ซึ่งหมายความว่านิวเคลียสที่มีโปรตอน สามตัว และนิวตรอนสี่ตัว จะหนักประมาณ 7 ยู แล้วอิเล็กตรอนอีกสามตัวล่ะ? จริงๆแล้วพวกมันเบามาก จนแทบไม่ส่งผลใดๆต่อมวลอะตอม เลย อิเล็กตรอนตัวหนึ่งหนักแค่ 0.0005 ยู ดังนั้นมวลอะตอมของ อะตอมลิเธียม-7 ก็ยังคง ใกล้เคียงกับ 7 ยู การที่เรารู้จำนวนของอนุภาคในนิวเคลียส ก็เพียงพอแล้วในการประมาณมวลของ อะตอม ในหน่วย ยู คำว่าเลขมวล กับเลขอะตอมนั้น ฟังดูเหมือนกัน แต่จริงๆแล้ว มันต่างกัน เลขมวล คือจำนวนของอนุภาคในนิวเคลียส ซึ่งเป็นจำนวนเต็มเสมอ เนื่องจากเราไม่มีโปรตอนครึ่งตัว หรือนิวตรอนหนึ่งส่วนสี่ตัว มวลอะตอมนั้นคือน้ำหนักของอะตอม ซึ่งแทบจะไม่เป็นจำนวนเต็มเลย นอกจากว่าเราจะปัดมันให้เป็นจำนวนเต็ม เลขมวลของอะตอมลิเธียมที่มีอนุภาค เจ็ดตัว ก็คือเจ็ด ส่วนมวลอะตอมของมันคือ 7.016 ยู นี่คืออะตอมอีกตัวของธาตุลิเธียม ซึ่งมีโปรตอนสามตัวเช่นกัน แต่มีนิวตรอนแค่สามตัว นี่หมายความว่าเลขมวลของมันคือหก และมีมวลอะตอมประมาณ 6 ยู ลิเธียม-7 และ ลิเธียม-6 คือไอโซโทปทั้งหมด ของธาตุลิเธียมที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ อะตอมลิเธียมเกือบทั้งหมด 92 เปอร์เซ็นต์ เป็นลิเธียมไอโซโทป-7 ที่มีน้ำหนักมาก ส่วนที่เหลือ เป็นลิเธียม-6 ดังนั้นมวลอะตอมโดยเฉลี่ยของลิเธียม ก็ยังใกล้เคียงกับ 7 ยูอยู่ เราสามารถดูมวลอะตอมโดยเฉลี่ย ของธาตุทั้งหมดได้จากตารางธาตุ หากเราดูที่ช่องของลิเธียม เราจะเห็นว่ามวลอะตอมนั้น คือ 6.94 ยู ไม่มีอะตอมลิเธียมตัวไหนหนัก 6.94 ยู หรอก มวลอะตอมของมันคือ 7.016 หรือ 6.015 ยู 6.94 คือค่าเฉลี่ยระหว่างไอโซโทปทั้งสอง ของลิเธียม สรุปแล้ว อะตอมมีน้ำหนักเท่าไหร่ล่ะ? คำตอบคือ มวลอะตอมนั้น จะมีน้ำหนัก ใกล้เคียงกับเลขมวลของมัน หากธาตุๆนั้นมีมากกว่าหนึ่งไอโซโทป เราก็จะใช้ค่าเฉลี่ยของเลขมวล ระหว่างไอโซโทปทั้งหมด