💡 ヒント:統一原子質量単位

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

原子1個の質量は \(10^{-27}\) kg というとても小さい数で、kg のままだと使いにくい。そこで物理・化学では 炭素12(\(^{12}\mathrm{C}\))原子1個の質量を「12」と決めて、その 1/12 を 1 つの単位にしました。これが統一原子質量単位 \(\mathrm{u}\)(または amu)です。

身近にたとえるなら「クッキー1ダース(12枚)の重さを 12 とすると、クッキー1枚の重さが 1」と決めるようなもの。陽子や中性子の質量はおよそ 1 u なので、原子核の質量数(陽子+中性子の数)が、そのまま核の質量の目安になります。

✏️ 求めるもの

1 u を kg で表すと何 kg か、また定義のもとになっている原子は何かを答える。陽子・中性子の質量がほぼ 1 u であること、電子はずっと軽いこと(約 1/1836)も整理する。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 定義の起点を確認:「炭素12」の「12」が定義値(実験から決めた値ではない)
  2. kg への換算は丸暗記:\(1\,\mathrm{u} \fallingdotseq 1.66 \times 10^{-27}\,\mathrm{kg}\) はよく使う
  3. 核子(陽子・中性子)の質量はほぼ 1 u:だから質量数 \(A\) ≒ 核の質量〔u〕として扱える
注意

電子の質量 \(m_e \fallingdotseq 9.1 \times 10^{-31}\,\mathrm{kg}\) は陽子・中性子よりずっと小さく、原子の質量を考えるときは核子だけでほぼ近似できます。化学で出てくる「原子量」は同位体存在比を考えた平均なので、質量数とは厳密には異なる点にも注意。