원자 질량: 두 판 사이의 차이

'''원자 질량''' 또는 상대 동위원소 질량은 단일 [[입자]]의 질량이며 근본적으로 [[원자량]]({{Lang|en|elemental atomic weight, relative atomic mass}}, {{한국 한자|原子量}}), '''표준 원자량'''(''A''_r, {{Lang|en|standard atomic weight}})와는 다르다. 둘 다 [[원소 (화학)]] 표본에 대한 자연 상태 원자의 수학적 평균치이며 1 u 로 나누었기 때문에 무차원 수이다. 대부분의 원소들은 하나 이상의 안정된 [[핵종]]({{Lang|en|nuclide}},{{한국 한자|核種}})을 가진다. 이 원소들에 대한 평균치는 원소에 존재하는 서로 다른 핵종들의 혼합비에 의존하며, 이것은 각 핵종이 다른 질량을 가지기 때문이다. 샘플의 공급원에 따라 이 값은 어느 정도 제한 된다. (그러나 표준 원자량이라고 하는 값을 설정할 수 있다.) 대조적으로 원자 질량은 각각의 입자 종과 관계가 있다. 같은 종류의 원자들은 동일하기 때문에 원자 질량 수치는 변화가 전혀 없을 것이다. 그러므로 원자 질량 수치는 보통 [[원자량]]보다 더 많은 [[유효숫자]]({{Lang|en|significant figures}}, {{한국 한자|有效數字}})를 포함한다. '''표준 원자량'''은 각 원소의 [[동위 원소]]({{Lang|en|isotope}}, {{한국 한자|同位元素}})들의 [[존재비]]({{Lang|en|abundance}}, {{한국 한자|存在比}})에 대한 원자 질량과 관계가 있고, 대개 존재비가 가장 큰 동위 원소의 원자 질량과 거의 같은 값이다.

'''원자 질량('''({{Lang|en|atomic mass}})과 상대 동위 원소 질량'''('''{{Lang|en|relative isotopic mass}})은 혼동하기 쉽다. 또한 올바르게 사용되지 않을 때가 종종 있다. 상대 원자 질량({{Lang|en|relative atomic mass}}, 또는 원자량)의 동의어인 표준 원자량({{Lang|en|standard atomic weight}}, 표준화 된 [[원자량]]이라는 의미에서 특별한 종류의 원자량)과 같이 혼동할 수 있다. 그러나 앞서 언급했듯이, 원자량({{Lang|en|atomic weight}})과 표준 원자량은 [[단일 핵종 원소]]가 아닌 [[원소]] 샘플의 [[동위 원소]] 존재도에 대한 평균치인 것이다. 그런 식으로, 원자량과 표준 원자량은 대개 원자 질량 이나 상대 동위 원소 질량과는 수치적으로 다르며 이 값들이 통일된 [[원자 질량 단위]]로 표현되지 않았을 때 원자 질량과는 다른 [[단위]]를 가질 수 있다.

[[파일:Binding energy curve - common isotopes.svg|섬네일|320x320픽셀|일반 [[동위 원소]]의 [[중성자핵자]]당 [[결합 에너지]] 곡선. [[질량수]]와 원자 질량 사이의 비율 그래프는 유사할 것이다.]]

<chem>Z</chem> 개의 [[양성자]]와 <chem>N</chem> 개의 [[중성자]]로 원소 <chem>X</chem> 를 만든다면 결손된 질량은[[질량]]은 다음과 같다.<blockquote><math display="block">\Delta = Z M_p + N M_N - M_X</math></blockquote>이 값은 모든 핵에 대하여 항상 양의 값이다. 또한 핵의 질량은 [[양성자]]와 [[중성자]]를 합한 것보다 작다는 것이다. 결손된 질량에 빛의 상수를 제곱한 값을 곱하여 에너지 단위(''E''=''mc''²)를 산출해낸다면, '''Δ''c''²''' 가 되고 이것이 핵의 결합 에너지이다. '''결합 에너지'''를 핵자의 수에 대하여 [[정규화]]한다면, 아래의 식으로 표현할 수 있다.<blockquote><math>\Delta{c^2} / ( N + Z )</math></blockquote>[[핵자]]의 수에 대한 [[결합 에너지]]의 곡선은 작은 원자 질량에서는 가파르게 상승한다. 40 이상의 질량수를 가지는 핵은 9 [[MeV]] 조금 아래 까지 완만하게 상승하다가 ⁵⁶Fe 원소에서 부터 점차 감소함을 알 수 있다. '''결합 에너지''' 생성에 대해서는 두가지 부류가 있다. 두 개의 가벼운 핵이 결합되어 결합 에너지 곡선에서 더 높은 결합 에너지를 가지는 무거운 핵을 만드는 [[핵융합]] 반응과 하나의 무거운 핵으로부터 각 핵당 높은 결합 에너지를 가지는 두 개의 가벼운 핵을 만드는 [[핵분열]] 반응이다.<ref>{{서적 인용|url=|제목=Fundamentals of Nuclear Reactors Physics|성=E. E. Lewis|이름=|날짜=|출판사=Academic Press|확인날짜=}}</ref>