Unitas massae atomicae
u, dalton Da · pars 1/12 massae atomi carbonii-12 · 1,660 539 069·10⁻²⁷ kg
Atomum grammatis ponderare non licet; atomum autem cum atomo comparare facile est: utrumque in campo magnetico per orbem mitte et vide uter magis deflectatur. Ita chemici saeculi undevicesimi laborabant — omnes eorum tabulae ex rationibus, non ex massis constant. Restabat tantum eligere quid pro unitate sumeretur. Dalton hydrogenium sumpsit, Berzelius oxygenium, et post saeculum et dimidium apparuit physicis et chemicis aliud atque aliud esse oxygenium: alii isotopum metiebantur, alii mixturam naturalem, et scalae quarto loco discrepabant. Anno 1961 contentio compositione finita est, in quam utraque pars invita consensit: unitas facta est pars duodecima atomi carbonii-12. Ex eo tempore omnis tabula periodica in omni pariete massas ab uno certo atomo numerat, quem nemo umquam oculis vidit.
01 · Definitio
Unitas massae atomicae est pars duodecima massae atomi carbonii-12 quiescentis, non nexi, in statu fundamentali. Alterum nomen unitatis, pari iure, dalton est, quod in biochemia primum iam pridem expulit: chiliodaltones et megadaltones de proteinis et de virus loquuntur, „u” autem apud atomos et nucleos remansit.
Cautiones definitionis non sunt nimia subtilitas. Atomus liber esse debet, quia in molecula pars massae in nexum abit. In statu fundamentali esse debet, quia atomus excitatus gravior est — energia massam habet. Et quiescere debet, quia is qui movetur gravior est tanto quantum est energia eius cinetica per quadratum celeritatis lucis divisa. Omnes tres correctiones in decimo loco iacent et omnes tres momenti sunt: spectrometria massae iam diu subtilius operatur.
Mirabilissima unitatis proprietas haec est: fere omnibus rebus numerum non integrum praebet. Massa carbonii-12 ex definitione duodecim exacte est; massa cuiuslibet alterius nuclidi a numero massae suo discedit. Oxygenium-16 pendet 15,9949, helium-4 pendet 4,0026, uranium-235 pendet 235,0439. Causa non est mensurarum imperfectio, sed quod nucleus nexus partibus suis levior est: energia nexus a massa detracta est. Hic ipse defectus fons est totius energiae nuclearis, atque in his ipsis unitatibus commodissime conspicitur.
Proprium quiddam anno 2019 accessit. Antea chiliogramma cylindro Sevrensi definiebatur, numerus autem Avogadri metiebatur; post reformationem omnia inversa sunt: numerus Avogadri exacte constitutus est, chiliogramma constanti Planckii adligatum — et dalton, antea ex definitione accuratus, quantitas mensurabilis factus est. Hodie relativa incertitudine trium decimarum unius milliardesimae cognoscitur, et massa molaris carbonii-12 non iam exacte duodecim grammata in mol aequat, sed tantum intra hanc incertitudinem.
Quattuor nuclei hydrogenii pendunt 4,0313 u, helium autem ex iis ortum 4,0026. Differentia 0,0287 u lucis specie abit, quae septem decimae centesimae massae initialis sunt. Parum auditu, sed Sol sescenties decies centena milia tonnarum hydrogenii in singulis secundis conficit, et quadragies centena milia tonnarum ex iis in radiationem vertuntur — singulis secundis, per quinque milia milionum annorum. Fissio uranii novem tantum centesimas centesimae reddit, octies minus; tota differentia inter reactorem et stellam quarto loco unitatis massae atomicae continetur.
02 · Conversio
Valorem insere — haec tabula eum in ceteras unitates convertet
Tres familiae: scala massarum, quae tantundem pendunt, et energia secundum formulam Einsteinii.
Quod dalton cum grammate in mol congruit, non est identitas, sed consequens eius quomodo numerus Avogadri electus sit. Ante annum 2019 ipsa constructione accuratum erat; nunc massa molaris carbonii-12 est 12,000 000 013 grammata in mol cum incertitudine in ultimo loco, et ad omne opus laboratorii duodecim manet. Differentiae duobus locis meminisse oportet: in accuratis mensuris compositionis isotopicae et in legendis vetustis manualibus, ubi „amu” scalam oxygenii-16 significare potest, quae a praesenti tribus centesimis centesimae discrepat.
| Scriptura | Quid significet | Valor | Ubi occurrat |
|---|---|---|---|
| u (Da) | unitas massae atomicae | 1,0000 | nuclida et moleculae |
| kDa | chiliodalton | 0,0010 | proteina |
| MDa | megadalton | 0,00000 | virus, ribosomata |
| kg | in unitatibus SI | 1,661·10⁻²⁷ kg | conversio per 1,6605·10⁻²⁷ |
| г | in grammatis | 1,661·10⁻²⁴ g | idem, sed usitatius |
| g/mol | massa molaris | 1,0000 | numero cum u congruit |
| MeV/c² | energia quietis | 931,494 | physica nuclearis |
| mₑ | in massis electronis | 1822,89 | 1 u = 1822,89 mₑ |
defectus massae = summa massarum nucleonum − massa nuclei
03 · Ordines magnitudinis
logarithmus decimalis massae, in daltonibusNucleona et atomi leves
04 · Instrumenta metiendi
Quo atomus ponderetur
Fasciculus ionum per campos electricos et magneticos transit, qui particulas diversae massae in diversa laminae photographicae loca distribuunt. Franciscus Aston tale instrumentum anno 1919 exstruxit et paucis annis ducenta duodecim isotopa invenit, uno ictu explicans cur massae atomicae in tabula integrae non sint: elementum mixtura est. Accuratio ad millesimam centesimae pertinebat, eaque iam defectum massae ostendit.
Unus ion campo magnetico et electrico retinetur, dum frequentia circuitus eius auditur: ea massae inverse proportionalis est. Deinde duae frequentiae comparantur — ionis explorandi et ionis carbonii — et ratio massarum undecim notis significantibus obtinetur. Haec accuratissima est ratio metiendi in tota physica; ea ipsa probatur defectum massae in reactionibus nuclearibus cum energia emissa congruere, id est ipsa formula Einsteinii probatur.
Ictus laseris moleculas a substrato avellit, campus electricus omnibus eandem energiam dat, et deinde restat metiri quae prima tubum transvolet: graves post remanent. Ratio etiam in proteinis centenorum chiliodaltonum valet, quae nullo alio modo integra ponderari possunt. Hic ipse vocabulum „dalton” vivit: in biochemia massa semper ita appellatur, „u” autem mirum sonaret.
Instrumentum quod non atomos sed chiliogramma ponderat: vis gravitatis in specimine vi in spira intra campum magneticum posita aequatur, et exitus per constantem Planckii exprimitur. Unitatem massae atomicae non metitur, sed alterum pontis inter atomum et pondus caput constituit. Ob hoc ipsum dalton post annum 2019 accurationem amisit: nexus eius cum chiliogrammate nunc per quantitates mensurabiles, non per definitionem procedit.
05 · Regulae scribendi
Una unitas, duo nomina, praefixa uni tantum adiunguntur
Dalton unitas est nomen proprium habens, eique praefixa adiunguntur; „u” autem non adiunguntur.
Compendium „amu” obsoletum est atque insuper ambiguum: in litteris ante annum 1961 scalam oxygenii, non carbonii, significabat. Chiliodalton recta forma est pro magnis moleculis; sexaginta quattuor milia daltonum scribere supervacuum est. In signo daltonis sola prima littera maiuscula est, quia unitas ab hominis nomine appellata est, „u” autem minuscula manet, quia „unit” nomen non est. Et postremum: massa uranii-235 non 235 est, sed 235,0439 u — integer hic solus numerus massae est, id est numerus nucleonum, eumque cum massa confundere idem est ac eam ipsam quantitatem amittere cuius causa omnia computata sunt.
06 · Unitates finitimae
Dalton inter chiliogramma, mol et electronvolt stat.
pons per constantem Planckii
idem numerus, sed in grammatis
massa energia expressa
Iuxta in Simetrio stant chiliogramma, mol, electronvolt et barn.
07 · Pars historica
Saeculum et dimidium contentionis quid unitas esset
Ioannes Dalton hydrogenium pro unitate sumpsit — non ex principio, sed quia nihil levius notum erat. Massas absolutas non metiebatur nec metiri poterat; tota eius tabula ex rationibus constabat, quae ex proportionibus ponderum in reactionibus ductae erant. Errores in ea multi sunt: aquam HO esse putabat, unde oxygenium duplo levius quam re vera est evasit. Sed sententia singulis elementis suum numerum proprium esse aeterna exstitit, et nomen eius tandem huic unitati obtigit.
Ioannes Iacobus Berzelius fulcrum ad oxygenium transtulit: id fere cum omnibus coniungitur, atque per illud massae accuratius quam per hydrogenium inconstans definiuntur. Primum oxygenium pro centum sumptum est, deinde pro sedecim — ita ut hydrogenium prope unum maneret. Scala inde orta plus quam saeculum stetit et in omnia manualia intravit; oxygenium autem varium esse posse tunc nemo suspicabatur.
Isotoporum oxygenii inventio quaestionem molestam attulit: physici, qui spectrometro massae utebantur, purum oxygenium-16 pro sedecim sumpserunt, chemici autem mixturam naturalem, quae gravior est, sumere perseverabant. Triginta annos duae scalae simul vixerunt, duabus et dimidia decimis milesimis inter se distantes, et omnis tabula notam poscebat cuius esset. Compositio in carbonio-12 inventa est: massas chemicas quattuor tantum centesimis promillis movebat et utrique parti ut linea referendi spectri massae commoda erat.
Ante reformationem dalton ex definitione accuratus erat, numerus autem Avogadri metiebatur. A mense Maio anni 2019 contra est: numerus Avogadri constitutus est, chiliogramma per constantem Planckii exprimitur, et dalton quantitas mensurabilis factus est cum incertitudine in decimo loco. Simul aequalitas illa nota, massam molarem carbonii duodecim grammata in mol esse, identitas esse desiit. Nullum est momentum practicum ad ullam computationem chemicam, manet tamen pulchra conclusio metrologica: accuratum est id solum quod constitutum est.
Unitas quae rationibus vivit
Unitas massae atomicae fere numquam directe metitur — metiuntur rationes massarum, et in hoc eius proprietas metrologica posita est. Laqueus Penningii frequentias circuitus duorum ionum comparat et rationem undecim notis praebet; illa autem ratio in chiliogrammata conversa incertitudinem addit ordinibus magnitudinis maiorem quam ipsa comparatio. Quare tabula massarum nuclidorum in daltonibus expressa accuratior est quam quaelibet illarum massarum in chiliogrammatis expressa: intra scalam suam decimum et undecimum locum tenet, nexus autem scalae cum chiliogrammate solum ad decimum notus est. Hinc regula practica simplex: differentiae massarum — velut defectus in reactione nucleari — in daltonibus vel statim in electronvoltis computantur nec umquam in chiliogrammata tamquam gradu intermedio convertuntur, alioquin differentiae in decimo loco positae incertitudo conversionis accederet. Hinc quoque elegans reformationis anni 2019 exitus: numero Avogadri accurato declarato, metrologi dalton in parte mensurabili reliquerunt — id est confessi sunt nexum mundi atomorum cum mundo ponderum rem experimenti manere, non pacti.
Index · unitates mensurae
Singulis quantitatibus singulae tabulae
Septem unitates fundamentales SI, duae et viginti derivatae nomina propria habentes, atque illae extra SI unitates sine quibus neque ars technica neque vita cotidiana agitur. Singulae suam tabulam habent: definitionem, conversionem, instrumenta, regulas scribendi. Linguis 36.
Atomus et nucleus: unitates huius scalae
massa, energia, sectio efficaxQuantum res notae pendant
in daltonibusUnitates fundamentales SI
chiliogramma et molLingua tabulae
36 linguae. Signa u et Da sunt internationalia; vertuntur nomina instrumentorum, nuclidorum et explicationes scalarum.