相対原子質量 （記号：Ar 、 RAM またはram ）は、原子量という 非推奨の 同義語でも知られており、特定のサンプル中の化学元素 の原子 の平均質量と原子 質量定数の比として定義される 無次元の 物理量 です。原子質量定数（記号：mu ）は 、 炭素12 原子の質量の1/12 として [ 1 ] [ 2 ]比の2 つの量はどちらも質量であるため、結果 として得られる値は無次元です。これらの定義 は SIの2019年の改訂 後も有効です[ 3 ] ： 134。 [ a ] [ b ]
単一の試料について、ある元素の相対原子質量は、その試料中に存在する個々の原子（すべての同位体を含む）の質量の 加重算術平均です。試料の起源（したがって 放射性 履歴または拡散履歴）によって同位体存在比 が変化する可能性があるため、この値は試料間で大きく異なる場合があります。例えば、安定同位体である炭素12と炭素13の混合比が異なるため、火山性 メタン から採取した元素状炭素の試料は、植物や動物の組織から採取した試料とは異なる相対原子質量を持ちます。
より一般的でより具体的な量である標準原子量 A r °) は、さまざまなサンプルから得られた相対原子質量値の応用です。これは、地球上のさまざまな供給源から採取された 、特定の元素の原子の相対原子質量値の予想範囲 として解釈されることがあります。[ 8 ]
さらに、「相対原子質量」ではなく「原子量」（どの元素に対しても）という用語を使い続けることは、少なくとも1960年代以降、物理学における重量 と質量の技術的な違いを主な理由として、かなりの論争を巻き起こしてきた。[ 9 ] それでも、両方の用語はIUPAC によって公式に承認されている。「相対原子質量」という用語は、現在では好ましい用語として「原子量」に取って代わりつつあるようだが、「標準 原子量」（より正確な「標準 相対原子質量」とは対照的に）という用語は引き続き使用されている。
意味 相対原子質量は、特定のサンプル中に存在する特定の化学元素のすべての原子の原子質量の平均原子質量、つまり加重平均によって決定され、それを炭素12の原子質量と比較します。 [ 10 ] この比較は2つの重みの商であり、値を無次元（単位を持たない）にします。この商は「相対的」 という言葉も説明しています。サンプルの質量値は炭素12の質量値に対して相対的であると考えられます。
相対原子質量は原子量の同義語ですが、相対同位体質量と混同してはいけません。相対原子質量は 標準原子量 の同義語としてもよく使われ、使用される相対原子質量が特定の条件下で地球上の元素のものである場合は、これらの値は重複する可能性があります。しかし、相対原子質量（原子量）は、単一のサンプルから得られた原子にのみ適用されるため、技術的には標準原子量とは区別されます。また、相対原子質量は地球上のサンプルに限定されませんが、標準原子量は複数のサンプルを平均しますが、地球上の供給源からのサンプルに限られます。したがって、相対原子質量はより一般的な用語であり、地球平均とは大きく異なる、または標準原子量に反映されるものとは異なる確実性 の度合い（例えば、有効数字 の数）を反映する可能性のある、地球外環境または非常に特殊な地球環境から採取されたサンプルをより広く指すことができます。
過去の使用例 1961年以前の古い歴史的相対尺度は、原子質量単位（記号：amu またはamu ）に基づいており、基準として酸素16の 相対同位体質量 、あるいは酸素の相対原子質量（すなわち原子量）のいずれかを使用していました。これらの問題の解決策については、現代のダルトン の歴史に関する記事を参照してください。
標準原子量 IUPAC委員 会CIAAWは 、地球上の相対原子質量（または原子量）の期待値範囲を標準原子量として定めています。標準原子量では、放射能に関して安定しており、地球由来の天然物質であることが求められます。また、研究プロセスにも一定の要件があります。CIAAWは、84の安定元素についてこの標準原子量を決定しています。これらの値は広く公表されており、医薬品や商業取引など、実生活で用いられる物質の「標準」原子量として広く用いられています。
また、CIAAWは、地球上の発生源が系統的に変動する場合に備えて、簡略化された（四捨五入された）値と簡略化された値を公表している。
原子の質量のその他の測定方法 原子質量 m a ）は、単一の原子の質量です。これは特定の同位体の質量を定義し、相対原子質量を決定するための入力値となります。以下に、3つのシリコン 同位体の例を示します。原子質量の便利な単位はダルトン （Da）で、統一原子質量単位（u）とも呼ばれます。
相対同位体質 量 とは、単一原子の質量と原子質量定数（mu = 1 Da）の比である。 比 は無 次元 で ある 。
相対原子質量の決定 現代の相対原子質量（特定の元素サンプルに固有の用語）は、サンプルの原子質量（各核種 について）と同位体組成 の測定値から計算されます。ほぼすべての非放射性核種について非常に正確な原子質量が利用可能ですが[ 17 ] [ 18 ] 、同位体組成は高精度で測定するのが難しく、サンプル間で変動しやすいです [ 19 ] [ 20 ] 単核元素 （これらの元素の自然界に存在する単一の核種の同位体質量と同じ）の相対原子質量は、特に高い精度で知られています。たとえば、フッ素の相対原子質量の不確かさは3800万分の1だけであり、これは アボガドロ定数 の現在の最良の値（2000万分の1）よりも高い精度です。
計算はシリコン を例に説明します。シリコンの相対原子質量は計測学において特に重要です。シリコンは自然界では 28 Si、29 Si、30 Siの 3 つの同位体の混合物として存在します。これらの核種の原子質量は、 28 Siについては140 億分の 1 の精度で、その他の同位体については約 10 億分の 1 の精度で知られています。しかし、同位体の自然存在 比の範囲は、標準存在比を約 ±0.001% の精度でしか与えることができないほどです (表を参照)。
計算方法は以下のとおりです。
A r (Si) = (93 297 49 832 77 872 不確かさの 推定は複雑である[ 21 ]。 サンプル分布が 必ずしも対称ではないためである。IUPAC標準相対原子質量は推定対称不確かさとともに引用されており[ 22 ] または 。
測定による不確実性に加えて、一部の元素は供給源によって変動する。つまり、異なる供給源（海水、岩石）は放射性履歴が異なるため、同位体組成も異なる。この自然な変動を反映するために、IUPACは2010年に10元素の標準相対原子質量を固定値ではなく区間としてリスト化することを決定した。[ 23 ]
注記 ↑ 今回の改訂で本稿に関連する影響は2つだけである。まず、炭素12のモル質量 M ( 12C )はもはや12g /molと厳密に定義されておらず、実験的に決定する必要があり、したがって不確かさが伴う。現在の最良の値[ 4 ] [ 5 ] ： 000 0126 (37) g/mol000 0126 ) は、 測定の 不確かさ § で説明されているように、「26 ± 37」と理解されるべきです。ただし、これは古い値 12 g/mol に非常に近い値です (相対差は × 10 −9 M ( 12 C) は依然として正確に 12 g/mol とみなすことができます 。これはもちろん意図的なものです。 第二に、アボガドロ定数 N A は正確に等しくなります。140 76 × 10 23 モルの逆数で [ 3 ] ： ↑ 2019年の改訂直後、 M ( 12 C ) は以下と等しかった。000 0000 (54) g/mol[ 6 ] × 10 −10 hNA の相対標準不確かさから「引き継がれた」ものです。 × 10 −10 hは プランク定数 です。改訂後、積hNA は 定義により正確な値になります。）[ 7 ] ： N A の測定値は でした。140 758 (62) × 10 23 逆モル× 10 −8 hNA は h またはN A の どちらよりも正確に知られていたことに注意されたい[ 7 ] :
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外部リンク IUPAC同位体存在比および原子量委員会 全同位体のNIST相対原子質量および元素の標準原子量 標準原子量
