相对原子质量和碳十二原子质量的关系

1. 定义基础

相对原子质量是某元素原子的平均质量与碳-12原子质量的十二分之一的比值，数学表达式为：

[

ext{相对原子质量} = frac{

ext{某原子的平均质量}}{frac{1}{12}

imes

ext{碳-12原子质量}}

]

该比值无单位，而碳-12被选为标准因其同位素丰度高且稳定。

2. 原子质量单位（amu）的定义

[

1

ext{amu} = frac{1.992647

imes 10^{-26}

ext{kg}}{12} approx 1.660539

imes 10^{-27}

ext{kg}.

]

3. 数值等价性

元素的相对原子质量在数值上等于其平均原子质量以amu为单位的值。例如：

4. 同位素丰度的考量

相对原子质量是同位素质量按自然丰度加权的平均值。例如，氯元素的相对原子质量（约35.45）由Cl-35（约75%）和Cl-37（约25%）共同决定，而非单一同位素质量。

5. 示例验证

若氧的平均原子质量为16 amu，则其相对原子质量为：

[

frac{16

ext{amu}}{1

ext{amu}} = 16.

]

这与其标准相对原子质量一致，前提是已考虑氧同位素（O-16、O-17、O-18）的丰度。

结论：相对原子质量以碳-12为基准，通过其质量的十二分之一定义原子质量单位（amu）。元素的相对原子质量数值上等于其平均原子质量（amu单位），并综合考虑了同位素分布。这一关系使得原子量的计算与实验测量标准化。