Trả lời nhanh
Một đơn vị khối lượng nguyên tử (1 amu, còn viết là 1 u) theo định nghĩa bằng 1/12 khối lượng của một nguyên tử đồng vị carbon-12. Giá trị xấp xỉ 1,6605.10-27 kg, tức 1,6605.10-24 g. Đơn vị này được chọn vì khối lượng nguyên tử tính bằng kg quá nhỏ, khó dùng.
Định nghĩa amu
amu là viết tắt của atomic mass unit. Người ta lấy nguyên tử 12C làm chuẩn, chia khối lượng của nó thành 12 phần bằng nhau, mỗi phần là 1 amu.
Khối lượng một nguyên tử 12C khoảng 1,9926.10-26 kg. Chia cho 12 ta được:
1 amu = 1,9926.10-26 : 12 ≈ 1,6605.10-27 kg = 1,6605.10-24 g.
Theo cách định nghĩa này, nguyên tử 12C có khối lượng đúng bằng 12 amu.
Vì sao phải dùng amu?
Khối lượng nguyên tử rất bé nên dùng kg hay g sẽ phải viết số mũ âm rất lớn. Dùng amu, ta chỉ viết các số gọn như 1, 12, 16, 23…
| Hạt / nguyên tử | Khối lượng (kg) | Khối lượng (amu) |
|---|---|---|
| Proton | ≈ 1,6726.10-27 | ≈ 1 |
| Neutron | ≈ 1,6749.10-27 | ≈ 1 |
| Electron | ≈ 9,109.10-31 | ≈ 0,00055 |
Vì thế số khối A (tổng số proton và neutron) gần bằng khối lượng nguyên tử tính theo amu.
Loại trừ các cách hiểu sai thường gặp
- “Bằng khối lượng một nguyên tử carbon-12”: sai. Đó là 12 amu, gấp 12 lần giá trị cần tìm.
- “Bằng 1/16 khối lượng nguyên tử oxygen”: sai với định nghĩa hiện hành. Đây là chuẩn cũ trước khi chuyển sang carbon-12.
- “Bằng đúng khối lượng một proton”: sai. Proton nặng khoảng 1,0073 amu, chỉ gần bằng 1 amu.
- “Bằng khối lượng một electron”: sai. Electron nhẹ hơn amu khoảng 1800 lần.
Mẹo nhớ: amu gắn với “mười hai” và carbon-12, giống như lấy 1 múi trong quả cam 12 múi.
Liên hệ với mol
Một nguyên tử có khối lượng M amu thì 1 mol nguyên tử đó nặng M gam. Kiểm tra: 1,6605.10-24 g × 6,022.1023 ≈ 1 g. Vì vậy khối lượng mol (g/mol) có cùng số trị với khối lượng nguyên tử (amu).
Ví dụ minh hoạ
Nguyên tử oxygen có khối lượng khoảng 16 amu. Tính theo kg: 16 × 1,6605.10-27 ≈ 2,657.10-26 kg.
Bài luyện tập
- Một nguyên tử Na có khối lượng 23 amu. Tính khối lượng bằng gam.
Đáp án: 23 × 1,6605.10-24 ≈ 3,819.10-23 g. - Một nguyên tử X nặng 6,642.10-23 g. Khối lượng nguyên tử X là bao nhiêu amu?
Đáp án: 6,642.10-23 : 1,6605.10-24 ≈ 40 amu. - Nguyên tử Mg nặng 24 amu. Nó nặng gấp mấy lần nguyên tử 12C?
Đáp án: 24 : 12 = 2 lần.
Lỗi sai hay gặp
- Quên rằng amu là đơn vị khối lượng, không phải khối lượng của riêng một hạt.
- Nhầm 1/12 thành 1/2 hoặc 12 lần khối lượng nguyên tử carbon-12.
- Đổi đơn vị sai khi chuyển giữa g và kg (1 kg = 1000 g).
Câu hỏi thường gặp
1 amu bằng bao nhiêu gam?
1 amu ≈ 1,6605.10^-24 g, tương đương khoảng 1,6605.10^-27 kg.
amu và u có phải là một không?
Có. amu (atomic mass unit) và u (unified atomic mass unit) là cùng một đơn vị, giá trị như nhau.
Vì sao khối lượng nguyên tử tính theo amu gần bằng số khối?
Vì proton và neutron đều nặng xấp xỉ 1 amu còn electron nhẹ không đáng kể, nên khối lượng nguyên tử gần bằng tổng số proton và neutron.
Khối lượng mol nguyên tử liên hệ thế nào với amu?
Nguyên tử nặng M amu thì khối lượng mol của nó là M g/mol, vì 1 amu nhân với số Avogadro xấp xỉ 1 gam.