Die atomare Masseneinheit (u) ist eine Maßeinheit der Masse, die bei der Angabe von Atom- und Molekülmassen verwendet wird. Mit einem Wert von 1/12 der Masse eines 12C-Atoms wurde sie auf das Kohlenstoff-Isotop 12C festgelegt.
Definition
Heutiger Wert (seit 1961)
Die atomare Masseneinheit (1 u) entspricht 1/12 der Masse eines isolierten 12C-Atoms im Grundzustand. Das bedeutet, dass 1 u etwa 1,660538921(73) x 10^-27 kg oder 931,494061(21) MeV/c^2 entspricht. Die Umrechnung in die SI-Einheit Kilogramm ergibt 1 kg = 6,02214129(27) x 10^26 u bzw. 1 g = 6,02214129(27) x 10^23 u. Da ein 12C-Atom 12 Nukleonen enthält, ist 1 u annähernd gleich der Masse eines Nukleons.
Wert bis einschließlich 1960
Früher entsprach eine atomare Masseneinheit 1/16 der Masse eines Sauerstoff-Atoms. Die heutige, vereinheitlichte Definition wurde aufgrund der Unterschiede zwischen der “chemischen” Definition (bezogen auf das natürliche Sauerstoff-Isotopengemisch) und der “physikalischen” Definition (bezogen auf das Isotop 16O) eingeführt. Die Beziehung zwischen den alten und neuen Werten der Einheit lautet: 1 u(ab1961) = 1,0003179 amu(alt, physikalisch) = 1,000043 amu(alt, chemisch). Der Unterschied zwischen der alten physikalischen und der heutigen Definition ist auf den Massendefekt zurückzuführen, der beim Isotop 16O höher ist als beim Isotop 12C.
Vielfache und Teile
Es ist zulässig, Vorsätze für dezimale Vielfache und Teile sowohl für die atomare Masseneinheit als auch für das Dalton zu verwenden. Gebräuchlich sind das Kilodalton (1 kDa = 1000 Da) und das Megadalton (1 MDa = 1 000 000 Da).
Beispiele
- Ein Wasserstoffatom des Isotops 1H hat die Masse 1,0078250 u.
- Ein Kohlenstoffatom des Isotops 12C hat definitionsgemäß die Masse 12 u.
- Ein Molekül des Wirkstoffs Acetylsalicylsäure (Aspirin) hat eine Masse von 180,16 u.
- Ein Molekül des kleinen Peptidhormons Insulin hat eine Masse von 5808 u.
- Ein Molekül des Proteins Aktin, eines der häufigsten Proteine in Eukaryoten, hat eine Masse von etwa 42000 u.
Die Einheit Dalton wird auch in der Membranfiltration verwendet, um die Abscheidefähigkeit einer Membran zu messen. Es gibt Anhaltswerte für bestimmte Filtrationsverfahren, die den Vergleich zwischen Dalton und Porengröße ermöglichen. Bei der Analyse von Proteingemischen durch SDS-PAGE wird kDa als Maßeinheit verwendet. Dabei wandern denaturierte Proteine in einem elektrischen Feld durch ein Gel mit Poren definierten Durchmessers. Obwohl kDa eine Masseeinheit und keine Gewichtseinheit ist, versucht man, dieses Problem zu umgehen, indem man den Begriff “relative molecular mass” (relative Molekülmasse) einführt.
Beziehung zu Gramm und Mol
Das Mol, die Einheit der Stoffmenge, verknüpft die atomare Masseneinheit mit dem Gramm. Ein Mol enthält 6,02214129(27) x 10^23 Teilchen, und diese Zahl, die Avogadro-Konstante, ist auch der Umrechnungsfaktor zwischen Gramm pro Mol und atomarer Masseneinheit. Daher ist die Molare Masse in g/mol zahlenmäßig gleich der Molekülmasse in u.
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