一個假日的午後

小數蛙來到狐狸貓家一起做甜點

兩個人邊準備材料

邊聊著自己這週學到的新知識

小數蛙迫不及待的告訴狐狸貓

自己學到「原子量」這個名詞

果然狐狸貓還沒學到

聽得一頭霧水

小數蛙於是拿起手邊的砂糖

問狐狸貓說：

你知道1顆砂糖加1滴水的質量是多少克嗎？

狐狸貓想著：

量量看不就好了嗎？

只見他將1顆砂糖

放入電子秤上的空碗中

又用滴管滴入一滴水

但電子秤的數字卻動也不動！

狐狸貓驚訝了　問說：

是不是因為糖水的質量太輕了

電子秤秤不出來？

狐狸貓問：

1顆糖和1滴水的質量都量不出來

那一個原子或一個分子的質量

要怎麼測量呢？

小數蛙解釋

因為一顆原子的實際質量很小

很難直接測得

所以科學家使用比較的方式

來表示各原子的質量

狐狸貓問說

可是一個原子太小量不出質量

我們也可以測量多個原子

然後再除以個數就好啦

例如：

我們可以拿1,000個碳原子來測量

然後再除以1,000

就可以知道1個碳原子的質量是多少

為什麼要這麼麻煩呀？

小數蛙回答：

一顆碳原子實際的質量

是1.994×10⁻²³克

一顆氧原子的質量

是2.67×10⁻²³克

你能計算出5顆碳原子

加5顆氧原子的質量嗎？

狐狸貓一聽　唸著：

5×1.994×10⁻²³

加上5×2.67×10⁻²³倍……

好複雜喔！

我忘記10⁻²³要怎麼加減乘除了！

小數蛙說：沒錯！

就是因為計算起來也太不方便了

科學家才會用「比較」的方式

來表示各原子的質量──原子量

科學家以碳原子的質量作為標準

訂定¹²C原子的原子量為12

再取和¹²C原子相同數量的其他原子來量測

依此訂定出其他原子的原子量

小數蛙舉例：

相同數量的¹²C原子

和氫原子間的質量比

是12：1

訂¹²C原子的原子量為12

則氫原子的原子量為1

再舉一個例子

相同數量的¹²C原子

與氧原子的質量比

是12：16

訂¹²C原子的原子量為12

則氧原子的原子量為16

狐狸貓聽懂了

突然想到

那原子量的單位是什麼呢？

小數蛙回答說

因為原子量本身

是因為互相比較而得到的比值

所以不適合以公克來作為單位！

因為公克對原子量來說太大了

狐狸貓還有疑問：

那如果想要計算的

是整個分子的分子量

例如：

1個二氧化碳分子的質量

是不是就等於1顆碳原子

加2顆氧原子的質量呢？

小數蛙開心的說答對了！

分子量會等於整個分子中

所有原子的原子量總和

我順便給你看這張常見元素的原子量

這樣你之後想要計算

就會很方便了！

小數蛙說著

便將這張筆記交給狐狸貓

狐狸貓又有疑問了：

為什麼標準是用¹²C原子的來訂定呢？

小數蛙回答：

這個標準在科學上

也是經過長時間的發展

才訂定出來的

其實在一開始

科學家道耳頓

選擇的是以氫原子的原子量1

作為標準

但後來發現

因為氫原子沒有中子

使用氫原子作為標準

會忽略中子對質量的影響

所以科學家們努力尋找更適合的標準

而後瑞典化學家貝采利烏斯

透過實驗

找到氫與氧的原子質量比

約為1：16

之後比利時科學家斯達

提出以氧的原子量16

作為標準

成為最早進行原子量精確測定的人

這個標準沿用了將近一個世紀

但因為當時在化學和物理上

氧的原子量基準不同

於是科學家便試著統一出一個基準

在1957年

德國科學家馬陶赫

終於提出以¹²C=12為基準

一來

是因為有機化合物必包含碳原子

可以測量的物質種類很多

有助於減少誤差

二來

也是因為由原子核內

有6個質子和6個中子的¹²C原子

在自然界中很穩定

在質譜儀內

比較容易被精確的測量

1961年

國際純粹與應用化學聯合會

接受這個建議

於是一個被世界公認的新原子標準

就此誕生

並且沿用至今

狐狸貓把今天學會的新知識做了重點整理：

原子是極小的粒子

無法直接測得它們的質量

所以通常以各原子的質量互相比較之數值

來表示原子的質量大小關係

稱為原子量

現今國際上共同訂定原子量的標準為

質量數為12的碳原子

原子量是比較的數值大小

不會以為公克為單位來表示

分子量

為分子內所含的所有原子的原子量加總

最後　和狐狸貓與小數蛙一起來腦力激盪吧！

想一想

有沒有什麼方法

可以將原子量跟現實中的質量結合

讓人更容易聯想原子量的質量有多少呢？