統一原子質量単位
この項目の内容は、2019年5月20日に施行されたの影響を受けます。 そのため、その変更を反映するために改訂する必要があります。 物質の質量をその物質の物質量で割ったものに等しい。 平たく言えば、物質 1 当たりのグラム数である。 モル質量を（正確に 6. のモル質量は、その物質の要素粒子がもつ固有の物理的性質である。 モル質量の推奨される量記号は M であり、要素粒子の質量 mass of entity の推奨される量記号は m f （要素粒子が原子のときは m a）である。 モル質量の単位には g mol -1 （グラム毎モル）が用いられることが多い。 要素粒子1個分の質量の単位には Da やキロダルトン kDa がしばしば用いられる。 モル質量は、およびそれらを構成するのと密接な関係にある。 これらのに単位 g mol -1 をつけたもの（正確には、 M u を乗じたもの）は、モル質量に等しい。 一方これら無次元量に単位 Da をつけたもの（正確には、 m u を乗じたもの）は、要素粒子1個分の質量に等しい。 すなわち分子量、化学式量および原子量に Da をつけたものはそれぞれ、分子の平均質量、化学式単位 の平均質量、原子の平均質量である。 要素粒子を表すを X とすると、モル質量 M X は化学式 X と原子量から計算される。 のカタログやに記載されている分子量またはに、単位 g mol -1 をつけるとモル質量になる。 のモル質量やの平均モル質量は、分子量測定によっても得られる。 要素粒子の化学式 X が未知であっても、測定により得られた分子量に単位 g mol -1 をつけることで、モル質量が得られる。 物質の質量 w とモル質量 M X および n X との間には以下の関係がある。 モル質量 M X が既知であれば、質量と物質量は互いに換算できる。 単位 [ ] 質量のがであるので、モル質量ののあるは kg mol -1 （キログラム毎モル）である。 化学においては通常、実用面あるいは歴史的経緯により g mol -1 （グラム毎モル）が用いられる。 グラム毎モルは「一貫性のあるSI単位」ではないが、キログラム毎モルと同様にSI単位のひとつである。 要素粒子1個分の質量の単位としては、SI単位である キログラム kg やグラム g の他に、である Da やキロダルトン kDa も用いられる。 1ダルトンは、ややの質量にほぼ等しい。 例えば水素原子1個分の質量は、1. 008 Da である。 しかしこれは厳密な意味では正しくない。 原子のモル質量 [ ] 原子のモル質量は、 にモル質量定数 1 g mol -1 をかけることにより得られる。 以下、分子量・化学式量についても同様。 008 g mol -1 原子 元素記号 E 原子量 A r E モル質量 M E C 12. 01 12. 01 g mol -1 O 16. 00 16. 00 g mol -1 S 32. 07 32. 07 g mol -1 Fe 55. 85 55. 85 g mol -1 単体のモル質量 [ ] 要素粒子に原子を指定したときの E のモル質量は、原子 E のモル質量 M E に等しい。 単体の中には分子として存在するものもある。 これらの分子のモル質量は、標準原子量に分子中に存在する原子数をかけて得られるに、モル質量定数 1 g mol -1 をかけたものとなる。 016 g mol -1 水素分子のモル質量 M H 2 は、水素原子のモル質量 M H とは異なる。 一般に、分子として存在しうる元素では「原子 E のモル質量 M E 」と「分子 E n のモル質量 M E n 」の（少なくとも）二種類の「元素 E のモル質量」が存在する。 そのため例えば「硫黄のモル質量」という表記では曖昧さが生じる。 M S と M S 8 のどちらのモル質量であるのかを、要素粒子を指定することで示さなければならない。 モル質量は、物質に固有の物理的性質というよりむしろ、要素粒子に固有の物理的性質である。 分子 分子式 X 分子量 M r X モル質量 M X N 2 28. 01 28. 01 g mol -1 酸素 O 2 32. 00 32. 00 g mol -1 P 4 123. 9 123. 9 g mol -1 硫黄 S 8 256. 5 256. 5 g mol -1 化合物のモル質量 [ ] 化合物のモル質量は、要素粒子を構成する原子の標準原子量の総和として分子量あるいはを求め 、これにモル質量定数 1 g mol -1 をかけることにより得られる。 3 g mol -1 化合物 分子式 X 組成式 Y 分子量 M r X 化学式量（式量） M r Y モル質量 M X , M Y H 2O 18. 02 18. 02 g mol -1 HCl 36. 46 36. 46 g mol -1 CO 2 44. 01 44. 01 g mol -1 P 4O 10 P 2O 5 283. 9 141. 9 283. 9 g mol -1 141. 9 g mol -1 NaOH 40. 00 40. 00 g mol -1 CaCl 2 111. 0 111. 0 g mol -1 Al 2 SO 4 3 342. 2 342. 2 g mol -1 （） SiO 2 60. 08 60. 08 g mol -1 五酸化二リンは、P 4O 10 を要素粒子とすることもあれば、P 2O 5 を要素粒子とすることもある。 前者は分子、後者は化学式単位である。 どちらを要素粒子に指定するかで五酸化二リンのモル質量は変わる。 混合物のモル質量 [ ] 複数の純物質の混ざり合ったでは、数平均モル質量 M n が定義される。 x X i は化学式 X i で表される成分 i のである。 これは空気の平均分子量に単位 g mol -1 をつけたものに等しい。 高分子のモル質量 [ ] （）は、個々の分子についてみればの重合度の異なるものを含んでいる。 重合度が違えばモル質量も異なるので、ポリマーは （）を持つ。 この分野では、数平均モル質量 M n に加えて、質量平均モル質量 M m および z平均モル質量 M Z が用いられる。 これらの平均モル質量は、それぞれ数平均分子量、質量平均分子量（重量平均分子量）、Z平均分子量に単位 g mol -1 をつけたものに等しい。 「」も参照 原子質量と元素の原子量 [ ] 原子質量 [ ] 原子1個の質量を原子質量 atomic mass という。 同じ元素の原子でも、により原子質量は異なる。 例えばにはが二つある。 927 789 70 71 u である。 天然に存在する全てのの原子質量は、この例のように極めて高い精度で測定されていて、一覧表にまとめられている。 原子 E の平均質量 m a E は、試料に含まれる元素 E の同位体の原子質量の加重平均である。 同位体の存在比は試料ごとに異なるが、多くの場合これをに等しいものとして m a を計算しても、十分に正確である。 3085 15 である。 内は下の桁の数値の不確かさであり、試料により同位体存在比がこの程度違うことを示している。 546 3 u となる。 より正確な平均質量が必要なときには、で試料の同位体存在比が測定される。 原子量 [ ] 元素 E の A r E は、原子 E のモル質量 M E をモル質量定数 M u で割ったものとして定義される。 これは、原子 E の平均質量 m a E を原子質量定数 m u で割ったものに等しい。 原子量に単位 g mol -1 をつけたもの（正確には、モル質量定数 M u を乗じたもの）は、モル質量に等しい。 原子量に単位 Da または をつけたもの（正確には、原子質量定数 m u を乗じたもの）は、原子1個分の質量、すなわち原子の平均質量に等しい。 定義から明らかなように、原子量 A r E と原子のモル質量 M E は実質的に同じものである。 この二つの量はいつでも、モル質量定数の乗除により互いに換算できる。 一方、その名に反して原子量 atomic weight と原子質量 atomic mass は区別されるべきものである。 原子量は対象試料中の原子質量の平均（を m u で除したもの）で与えられ 、で測定可能な量の物質を扱うのにより適したものである。 45 であるが、原子質量が 35. 45 u の塩素原子は存在しない。 塩素原子を含む試料には原子質量が 34. 97 u と 36. 97 u の二種類の塩素原子が通常ほぼ 3 : 1 の個数比で含まれている。 45 u はその数平均である。 原子質量は核種に固有の値であるが、同位体の存在比は試料ごとに異なるので、原子量は試料ごとに異なる値をとる。 同位体の存在比は試料ごとに異なる、とはいうものの、天然由来の試料の同位体存在比はほぼ一定であることが知られている。 元素の天然存在比に基づいて算出された原子量は標準原子量と呼ばれ、原子量表としてまとめられている。 実用上は標準原子量を試料の原子量として用いることが多い。 例えば、天然由来の試料の塩素の原子量は 35. 446 から 35. 457 の範囲内にある。 人の手が入った市販の化学物質の塩素の原子量は、必ずしもこの範囲にはない。 いずれの場合でも、より正確な原子量が必要なときには、質量分析法で試料ごとに塩素の同位体存在比が測定される。 分子の質量と分子量 [ ] 分子の質量 [ ] N 個の原子からなる1個の分子の質量 m f は、その分子を構成する原子の原子質量 m a の総和に等しい。 0 u 原子質量と同様に、個々の分子の質量の単位には統一原子質量単位 u や ダルトン Da が用いられることが多い。 同じ元素の原子でも、により原子質量は異なる。 そのため同じ元素の原子から構成される分子であっても、分子に含まれる同位体が違えば分子の質量は異なる。 例えば塩素ガス中には、質量の異なる三種類の分子が含まれている。 9 u である。 これら三種の分子は、分子の質量は違うものの、化学的な性質はほとんど同じである。 そのため普通はこれらの分子に共通の分子式 Cl 2 を与えて、まとめて塩素分子という。 塩素分子 Cl 2 の分子1個分の質量 m f は、これら三種の分子の数平均で与えられる。 塩素分子 Cl 2 のように簡単な分子であれば、上のような計算で分子の平均質量 m f を求めることができる。 しかし分子が少し複雑になると、計算の手間が飛躍的に増大する。 例えば水分子には、のみから構成されるものに限っても、質量の異なる分子が9種類ある。 そこで一般には和をとる順序を変えて、先に原子の平均質量を求めてから和をとって分子の平均質量を求める。 例えば 分子式が である分子の平均質量 m f CHCl 3 は次式で与えられる。 4 Da 分子量 [ ] モル質量 M を モル質量定数 M u で割ったものを 相対モル質量 relative molar mass M r と呼ぶ。 これは単位を付けない（単位が1の）無次元量である。 要素粒子が原子のとき、相対モル質量は相対原子質量 relative atomic mass とも呼ばれ、記号 A r が用いられる。 すなわち、元素 E の相対原子質量は、元素 E の原子量 atomic weight である。 要素粒子が分子のとき、相対モル質量は相対分子質量 relative molecular mass と呼ばれる。 歴史的な理由により、相対分子質量は分子量 molecular weight とも呼ばれる。 すなわち、が X である分子の相対モル質量 M r X は、分子 X の分子量である。 分子量 M r X は単位を付けない（単位が1の）無次元量である。 分子量に単位 g mol -1 をつけたもの（正確には、モル質量定数 M u を乗じたもの）は、分子のモル質量に等しい。 分子量に単位 Da または u をつけたもの（正確には、原子質量定数 m u を乗じたもの）は、分子1個分の質量、すなわち分子の平均質量 m f X に等しい。 この二つの量はいつでも、モル質量定数の乗除により互いに換算できる。 それに対して分子量 M r と個々の分子の質量 m f は区別されるべきものである。 分子量 M r が分子を構成する原子の原子量 A r から算出されるのに対し、試料中の個々の分子の質量 m f は原子質量 m a から算出される。 で直接測定されるものは個々の分子の質量 m f であり、その精度は数十万分の一である。 分子量 M r は対象試料中の分子の平均質量 m f に相当する。 な量の物質を扱うときは、 m f より m f が適している。 すなわちで測定可能な量の物質を扱うときは、分子量がより適している。 精度と不確かさ [ ] 化学式から計算されたモル質量の精度は、物質に含まれる元素により異なる。 例えばの標準原子量は 207. 1 なので、鉛の化合物の相対モル質量 M r を小数点以下第2位まで表記することは無意味である。 一方で、やなどののみからなる化合物の場合は、不必要なまでに高精度なモル質量が計算できる。 天然に存在する元素の原子量は、を除いて有効桁数が少なくとも4桁ある。 この精度は大抵の化学分析や実験室で用いられる試薬の純度より高い。 リチウムの原子量には 6. 941 が採用されることが多いが、市販のリチウム化合物のリチウムの原子量は 6. 938 から最大で 6. 997 まで変動する。 原子量およびそれに追随するモル質量の不確かさは、同位体の天然存在比が一定ではないことに起因する。 対象試料のより正確なモル質量が必要ならば、対象試料の同位体存在比を測定または推定する必要がある。 各種測定試料中の同位体比は必ずしも一定ではない。 例えば試料をするとより軽い同位体が気相に濃縮されることになり、気体のモル質量は液体のモル質量より小さくなる。 相対モル質量 M r の値は、小数点以下第2位までの数値が示されることが多い。 これは慣例によるものであり、必ずしも精度や不確かさが 0. 01 g mol -1 であることを意味しない。 なお、原子量の基となる原子の相対質量は、静止してにある原子間の相互作用のない自由な状態における質量である。 厳密にはやなど凝縮相においてはやに相当する分、さらに分子やその他化合物はに相当する分だけ質量が小さくなる。 しかしこれらの化学エネルギーによるが通常の化学実験において問題になることはない。 例えば固体炭素（）についてみると、における昇華熱が 711. 20 kJ mol -1 であるから 、化学エネルギーによる質量欠損は1モル当り 7. モル質量の測定 [ ] モル質量は通常、要素粒子の化学式と標準原子量から算出される。 より正確な原子量が必要な場合は、で試料の原子量が測定される。 高分子化合物のモル質量の測定については、「」を参照のこと。 要素粒子の化学式が不明の場合でも、であれば分子のモル質量を質量分析法で求めることが可能である。 質量分析法により （）を測定できれば、を決定することも可能である。 やあるいは中ののモル質量は、あるいはなどのな量の測定より求めることも可能である。 このような測定は質量分析計による測定よりはるかに精度は劣るが、原子量を定めてきた歴史上の手段としては関心がもたれる。 気体の密度より [ ] 気体の密度によるモル質量の測定は、一定条件の下で一定体積中に一定数の分子が存在するというによるものである。 この法則によりが導かれる。 ここで P は気体の、 V は気体の、 n は気体の、 R は、 T は気体のである。 ここで w はの質量でありモル質量は以下の式で算出される。 その比例定数である （） K f は、溶質の種類にはよらない、溶媒に固有の定数である。 これを用いると溶質のモル質量 M は以下の式で表される。 沸点上昇より [ ] 溶液のは純溶媒より高くなることが多い。 その比例定数である （） K b は、溶質の種類にはよらない、溶媒に固有の定数である。 これを用いると溶質のモル質量 M は以下の式で表される。 モル質量定数 [ ] モル質量定数（モルしつりょうていすう、molar mass constant）は、記号 M u で表される、モル質量と原子量あるいは分子量、化学式量とを関連付けるである。 その値は、0. 999 999 999 65 30 g mol -1 である。 また 12C 原子の質量は以下の式で表され、キログラム単位で表すと 1. 「単位物質量」としては、例えば 1 mmol や 1 kmol を選んでも、原理上は何ら問題はないが、通常は 1 mol が選ばれる。 例えば、 12Cの原子量は一義的に12という値に決定されるのに対し、モル質量は 12 g mol -1、0. 012 kg mol -1、12 000 mg mol -1 など、単位の選び方によって様々な表し方ができる。 単位 g mol -1（グラム毎モル）で表したときの 12Cのモル質量の数値部分が、 12Cの原子量に一致する。 すなわち、 12Cの原子量に単位 g mol -1をつけたものが（正確には、単位 g mol -1 を乗じたものが） 12Cのモル質量となる。 単位 g mol -1 は、「モル質量定数」（molar mass constant、量記号 M u）とも呼ばれる。 要素粒子は化学式で表される。 要素粒子が分子でも原子でもイオンでもない場合、これを化学式単位 formula unit と呼ぶ。 塩化ナトリウムであれば NaCl が、二酸化ケイ素であれば SiO 2 が化学式単位である。 五酸化二リンでは、P 4O 10 を要素粒子とすることもあれば、P 2O 5 を要素粒子とすることもある。 前者は分子、後者は化学式単位である。 1H 2 16O, 1H 2H 16O, 2H 2 16O, 1H 2 17O, 1H 2H 17O, 2H 2 17O, 1H 2 18O, 1H 2H 18O, 2H 2 18O の9種類。 出典 [ ]• 『』モル質量。 143. 『』式量。 Isotopic Composition. Notes. , p. 127. 2-83. 『』accurate mass. 135. The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. 2019-05-20. 2018 CODATA recommended values• 参考文献 [ ]• Frey、H. Strauss『』 PDF 計量標準総合センター訳、、2009年、第3版。 2017年9月13日閲覧。 Peter Atkins『アトキンス物理化学小辞典』千原秀昭 訳、、1998年。 『エッセンシャル化学辞典』玉虫伶太ほか編、、1999年。 『標準化学用語辞典』 編、、2005年、第2版。 Andreas et al. 2011. Physical Review Letters 106: 030801. 大井隆夫「 」 『化学と教育』第61巻第3号、、2013年、 126-129頁、 :、 2017年9月23日閲覧。 Wagman; W. Evans; V. Parker; R. Schumm; I. Halow; S. Bailey; K. Churney; R. Nuttall 1982 PDF. Journal of Physical and Chemical Reference Data Vol 11, Supplement No. 2017年9月23日閲覧。 磯直道、上松敬禧、真下清、和井内徹『基礎物理化学』、1996年。 関連項目 [ ]• 外部リンク [ ]• 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 日本質量分析学会. 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。 2017年9月23日閲覧。
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コラーゲンの分子量
、の略称。 の防衛関連企業、の略称。 イギリスとイタリアの建築家によるユニット、の略称。 スイス、エリコン社製ののモデル名、KDA。 やの主兵装。 - 以前に、が試作した。 - 以前に、が試作した。 - 日本の。 このページは 曖昧さ回避のためのページです。 一つの語句が複数の意味・職能を有する場合の水先案内のために、異なる用法を一覧にしてあります。 お探しの用語に一番近い記事を選んで下さい。 を見つけたら、リンクを適切な項目に張り替えて下さい。 統一原子質量単位 目次• 原子質量単位にはかつて複数の定義があり、それらを統一したのが統一原子質量単位である。 このような経緯があるため、原子質量単位の使用は推奨されていない。 統一原子質量単位の記号 u は「統一 unified 」に由来し、amu の3文字目のように「単位 unit 」に由来しているわけではない。 したがって、原子質量単位の記号を u とするのは誤りである。 ダルトンの名は、近代原子論を提唱したに由来する。 日本では単位名は「ダルトン」とすることが多いが、英語での発音は「ドールトン」の方が近い。 括弧内の数値はである。 12C原子は、 12Cとそれを取り巻く6個のからなる。 電子の質量は原子核の質量よりもずっと小さい。 炭素12の（数と数の合計）は12なので、したがって、（陽子と中性子）および 1H原子の質量はほぼ 1 u である。 0078 u である。 これは、自由な核子が高いを質量の形で持っているからである。 しかしこの程度の差異を誤差として許容するなら、質量数 A の原子の質量はおよそ A u であるといえる。 つまり、ある等の質量を統一原子質量単位で表した数値は、その分子からなる純物質 1 mol（個の分子）の質量をで表した数値とほぼ等しい（2019年のより以前は正確に等しかった）。 物理量 統一原子質量単位やダルトンは「やを表す単位」と誤解されることがある。 しかし、u や Da が表すのが質量であるのに対し、原子量は質量ではなく、原子の質量と 1 u との比であり、である。 したがって、原子量を u や Da で表すことはできない。 例えば「炭素12の原子量は12 」「炭素12の質量は 12 u」「炭素12の質量は 12 Da」の表記は正しいが、「炭素12の原子量は 12 u」「炭素12の原子量は 12 Da」は誤った表記である。 派生単位 ダルトン Da にはを付けることができる。 通常使われるのはミリダルトン mDa 、キロダルトン kDa 、ギガダルトン GDa である。 統一原子質量単位 u にSI接頭辞を付けることは、禁止されている訳ではないが、実際にはほとんどない。 しかし、酸素の 17O と 18O が発見されると、「酸素」と呼ばれているものは各種同位体の混合であり、「酸素原子の質量」とは、各同位体原子の質量の、同位体比に応じた平均であることが明らかになった。 そしてまもなく、その同位体比も一定ではないことが明らかになり、原子質量単位の定義は不確実になった。 一方、化学の世界では従来の定義の原子質量単位 chemical amu を使った。 こうして2つの定義が混在することとなった。 この定義は、核種を特定することで同位体比の問題をなくしつつ、化学系amuに最も近く従来の数値を変更する必要がないように選ばれた。 このとき、単位記号も新しく、統一 unified からuと定められた。 以降は、国際度量衡局はダルトンを、統一原子質量単位と全く同じ定義の単位としてSI併用単位に採用した。 使用 、、（やなどの巨大なを含む）の質量を表すのに使われる。 大きなものではのような複数個の超高分子の複合体にも使われる。 ただし、で生体高分子や複合体の質量を表すときには、主にダルトンが使われる。 ダルトンがSI併用単位になる前の書籍等では「ダルトンが使われるが正式には統一原子質量単位を使うべきである」などとされていた。 生物学では無次元量である分子量を示すときにも「ダルトン」がしばしば使われる。 統一原子質量単位と等しい。 原子 E の相対原子質量（すなわち原子 E の原子量） A r E は、原子 E の質量 m a E と原子質量定数 m u の比として定義される。 出典 []• The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. 2019-05-20. 2018 CODATA recommended values• SI国際文書SI第9版（2019年）第4章「SIとの併用が認められる非SI単位（Non-SI units that are accepted for use with the SI）」の表8 Bureau International des Poids et Mesures, 2019-05-20, pp. 145-146 ただし値はCODATA2014によるもの（注 f ）。 The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. 2019-05-20. 2018 CODATA recommended values• The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. US National Institute of Standards and Technology. 2019-05-20. 2018 CODATA recommended values• 57-58. 143. 参考文献• 国際単位系 SI 日本語版刊行委員『』独立行政法人産業技術総合研究所 計量標準総合センター、2006年、第 8 版日本語版。 2017年9月24日閲覧。 吉野健一「用語を通して学ぶ質量分析基礎の基礎 : 第3回「イオンや分子の質量の単位, u, Da, amu, mmu」」『質量分析』第56巻第6号、日本質量分析学会、2008年12月1日、 269-274頁、。 Frey、H. Strauss『』 PDF 産業技術総合研究所計量標準総合センター訳、講談社、2009年、第３版。 2017年9月13日閲覧。 外部リンク• 2017年9月24日閲覧。 2017年9月24日閲覧。 2017年9月24日閲覧。 2017年9月24日閲覧。 2017年9月24日閲覧。 2017年9月24日閲覧。 2017年9月24日閲覧。
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