相对原子质量Relative Atomic Mass

原子实在太轻了

一个氧原子的质量约为 $2.657 \times 10^{-26}$ kg，一个氢原子约为 $1.674 \times 10^{-27}$ kg。用千克来称原子，就像用吨来称一粒米，数字又长又不方便。于是化学家换了一种办法：不说原子有多少千克，而是说它是某个“标准”的多少倍。

相对原子质量

国际上规定：以一种碳原子（碳-12，原子核里有 6 个质子和 6 个中子）质量的 $\frac{1}{12}$ 作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，就是这种原子的相对原子质量relative atomic mass，符号是 $A_r$。

一个碳-12 原子的质量是 $1.993 \times 10^{-26}$ kg，它的 $\frac{1}{12}$ 约为 $1.661 \times 10^{-27}$ kg。例如氧原子：

注意：相对原子质量是一个比值，单位是“1”，一般不写，更不是“克”。

相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数

质子和中子的质量都约等于这个标准（碳-12 原子质量的 1/12），电子的质量可以忽略，所以对一个原子来说：

比如钠-23 的相对原子质量约为 23，氧-16 约为 16。

为什么氯是 35.5？

元素周期表上氯的相对原子质量是 35.5（周期表每一格里都标着这种元素的相对原子质量；查法见 1.3.3 节的提示，1.4.2 节正式学），可是没有哪个氯原子的质量数是 35.5。原因是：自然界中的氯是两种同位素的混合物，约 75.8% 是 $\ce{^{35}Cl}$，约 24.2% 是 $\ce{^{37}Cl}$。元素的相对原子质量是各种同位素按含量算出的加权平均值。

按加权平均算氯（用质量数近似代替同位素的相对质量）：

拖动滑块，把含量改一改，看平均值往哪边移；再换几种元素试试：

例题 1：由实际质量求相对原子质量

已知一个碳-12 原子的质量是 $1.993 \times 10^{-26}$ kg，一个镁-24 原子的质量约为 $3.986 \times 10^{-26}$ kg。求镁-24 的相对原子质量。

例题 2：硼的相对原子质量

自然界中的硼约 20% 是 $\ce{^{10}B}$，约 80% 是 $\ce{^{11}B}$。估算硼的相对原子质量。

常见误区

即时小测

小结

• 相对原子质量 = 一个原子的实际质量 ÷（碳-12 原子质量 × 1/12），是比值，没有单位。
• 一个原子的相对原子质量约等于质子数 + 中子数（质量数）。
• 元素的相对原子质量是各种同位素按含量算出的加权平均值，所以常常不是整数，比如氯约为 35.5。
• 加权平均：每个数值乘它的占比，再相加；结果靠近占比大的那个数。