【 化基 質量数≒原子量の理由 】 質量数が原子量とほぼ同じ値になるのは、なぜですか？

【 化基 質量数≒原子量の理由 】
質量数が原子量とほぼ同じ値になるのは、なぜですか？

No.3 ベストアンサー 回答者： aaadfe 回答日時： 2022/10/06 18:10

そうなるように決めたのです。

原子は陽子・中性子・電子に分けられるので、原子の重さは、陽子の重さと中性子の重さと電子の重さの合計になると考えることができます。

実際にはもう少し考えないといけないことがあるのですけれど、それを言い出すととても難しい話になるのでここでは触れません。

で、電子は他と比べてとても軽いので、電子の重さは無視します。さらに、陽子と中性子の重さはほぼ同じなので、その違いも無視します。

すると、原子の重さはざっくり「陽子（あるいは中性子）何個分」と表せてしまうわけです。ホントの重さを知りたければ、そこに陽子１つの重さを掛ければ良い、というわけですね。

電子の重さや、陽子と中性子の重さの違いが無視できないような精密な実験などではこんなことはできないのですが、化学の分野ではだいたいOKで有ることが多いですね。

原子の重さを「陽子（あるいは中性子）何個分」みたいに表したものが「質量数」です。

一方、質量数が12の炭素原子の質量を12として表した原子の質量が「原子量」（正確には「原子の相対質量」）です。質量数が12の炭素原子では、厳密に質量数と原子量が一致します。というか、そのように決めているわけです。

そうすると、当たり前ですが、すべての原子の質量数と原子量が“ほぼ”一致します。たとえば、質量数12の炭素原子の2倍の質量の原子の原子量は24となるわけですが、そいつの質量数は当然24ですよね？　だって、陽子12個分の重さの２倍は陽子24個分でしょ？

じゃあなんでズレるのかというと、質量数のときに無視したヤツらが影響するからです。

あと、例えば炭素と言ったら、質量数が12のやつと13のやつがおります。同位体というやつですね。圧倒的に質量数12なんですが、ごくわずかに13のやつもおるのです。

そうすると、炭素の原子量といったら平均を取るわけです。でも、12.5とならないのは、圧倒的に質量数12のやつが多いからで、その辺の事情もうまく考慮して平均を取ったものが「原子量」です。

結局
① 原子量は質量数と一致するように決めた
ので質量数と原子量はほぼ同じになるが、
② 質量数で無視しているものの影響と
③ 同位体の原子量の平均を取る影響で
ズレがでるわけです。

この回答へのお礼

なるほど！
すっきりしました、ありがとうございました。

お礼日時：2022/10/06 19:29

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2022/10/05 18:00

原子の質量が、原子核を構成する陽子と中性子の数の総数で決まるからです。

陽子と中性子はほぼ同じ質量で、電子はその約 1/1800 の質量しかありませんから、そういうことになっています。

原子の質量を、「グラム」や「キログラム」ではなく「陽子（または中性子）の質量の何倍か」であらわしたものが「原子量」です。

正確には、「原子量」は「その元素の原子の質量の平均値」ということです。
一つの元素が同じ質量数の原子だけで構成されれば「原子量」はほぼ「整数」になりますが、いくつかの質量数の異なる「同位体」をもつ場合には、原子量が整数にならないこともあります。

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2022/10/05 17:58

「原子量」が元素ごとの値であるのに対し「質量数」は同位体ごとに決まる値だから, 「質量数が原子量とほぼ同じ値」なんてのは

ある特定の同位体が大多数である元素の, その同位体の質量数をもってきた場合
に限定されるぞ. 塩素や銅の数値を見たことはある?