质量数和相对原子质量都是与原子有关的物理量,但二者有着不同的含义和应用。
1. 含义不同
质量数是一个整数,表示一个元素原子核中的质子数加上中子数的总和。其值也等于该元素同位素的质量(原子核中粒子质量的总和)。比如,碳元素的质量数为12或者14,分别代表其同位素碳-12和碳-14。
相对原子质量(又称原子量)是指一个元素原子质量与1/12碳-12同位素原子质量相对比的比值。它是一个无单位的物理量,常用符号为Ar或者A。比如,氢元素的相对原子质量为1,因为其原子质量与1/12碳-12同位素原子质量相等;氧元素的相对原子质量为16,因为其原子质量是1/12碳-12同位素原子质量的16倍。
2. 计算方式不同
质量数直接通过对元素的原子核中的质子数和中子数进行加和得到。如同位素碳-12的质量数就是12,其中6个是质子,6个是中子。
相对原子质量需要通过一个公式来计算,即Ar=m/M,其中m为某个元素同位素的原子质量,M为1/12碳-12同位素的原子质量。例如氧元素的相对原子质量为16,计算该值的具体公式是:
Ar(O)=m(O)/M(C-12)=16/12=1.33(约)
3. 意义不同
质量数主要用于描述化学反应中原子核的核变化,例如放射性衰变反应或核聚变反应等。比如,放射性核素铀-235在放射性衰变时会失去一个中子,其质量数变为234。
相对原子质量用于计算不同元素之间物质的相对大小,例如化学计量问题。原子量越大的元素相对来说其质量也更大,而化学计量行为原子量比较简单,可以直接求出物质的摩尔质量,从而计算出化学计量。比如,摩尔质量为32g/mol的硫酸即含有32g的相对质量,其中包含了2个硫元素、4个氧元素和8个氢元素。