Atomic mass
جوہری کمیت (ایم اے یا ایم) کسی ایٹم کی کمیت ہے۔ اگرچہ کمیت کی ایس آئی اکائی کلوگرام (علامت: کلوگرام) ہے، لیکن جوہری کمیت کا اظہار اکثر غیر ایس آئی اکائی ڈالٹن (علامت: ڈی اے) میں کیا جاتا ہے-مساوی طور پر، متحد جوہری کمیت اکائی (یو)۔ 1 ڈی اے کی تعریف آزاد کاربن-12 ایٹم کی کمیت کے طور پر کی گئی ہے جو اپنی زمینی حالت میں باقی ہے۔ نیوکلئس کے پروٹون اور نیوٹرون تقریبا تمام ایٹموں کی کل کمیت کے لیے ذمہ دار ہوتے ہیں، الیکٹرانوں اور نیوکلیئر بائنڈنگ انرجی کے ساتھ معمولی شراکت کرتے ہیں۔ اس طرح، جوہری کمیت کی عددی قدر جب ڈالٹن میں ظاہر کی جاتی ہے تو اس کی قدر کمیت نمبر کے برابر ہوتی ہے۔ کلوگرام میں کمیت اور ڈالٹن میں کمیت کے درمیان تبدیلی جوہری کمیت مستقل کا استعمال کرتے ہوئے کی جا سکتی ہے۔ تبدیلی کے لیے استعمال ہونے والا فارمولا یہ ہے: مولر ماس مستقل کہاں ہے، ایوگاڈرو مستقل ہے، اور کاربن-12 کا تجرباتی طور پر طے شدہ مولر ماس ہے۔ رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت (نیچے سیکشن دیکھیں) کو آاسوٹوپ کے جوہری کمیت ما کو جوہری کمیت مستقل میو سے تقسیم کر کے حاصل کیا جا سکتا ہے جس سے بے جہتی قدر حاصل ہوتی ہے۔ اس طرح، کاربن-12 ایٹم کی جوہری کمیت تعریف کے مطابق ہوتی ہے، لیکن کاربن-12 ایٹم کی متعلقہ آاسوٹوپک کمیت محض 12 ہوتی ہے۔ کسی مالیکیول میں موجود تمام ایٹموں کی رشتہ دار آاسوٹوپک کمیتوں کا مجموعہ رشتہ دار مالیکیولر کمیت ہے۔ آاسوٹوپ کی جوہری کمیت اور متعلقہ آاسوٹوپک کمیت کسی عنصر کے مخصوص آاسوٹوپ سے مراد ہے۔ چونکہ مادہ عام طور پر آاسوٹوپی طور پر خالص نہیں ہوتے ہیں، اس لیے بنیادی جوہری کمیت کا استعمال کرنا آسان ہے جو کہ کسی عنصر کی اوسط (اوسط) جوہری کمیت ہے، جس کا وزن آاسوٹوپس کی کثرت سے ہوتا ہے۔ طول و عرض کے بغیر (معیاری) جوہری وزن آاسوٹوپس کے (عام طور پر قدرتی طور پر پائے جانے والے) مرکب کا وزن دار اوسط رشتہ دار آاسوٹوپک ماس ہے۔ ایٹموں، آئنوں، یا جوہری مرکزوں کی جوہری کمیت بائنڈنگ انرجی ماس لاس (فی) کی وجہ سے ان کے جزو پروٹون، نیوٹرون اور الیکٹرانوں کی کمیت کے مجموعے سے قدرے کم ہوتی ہے۔ رشتہ دار آاسوٹوپک ماس (ایک ایٹم کی خاصیت) کو اوسط مقدار جوہری وزن (اوپر دیکھیں) کے ساتھ الجھن میں نہیں ڈالنا چاہیے، جو کہ کیمیائی عنصر کے دیئے گئے نمونے میں بہت سے ایٹموں کے لیے اقدار کی اوسط ہے۔ جبکہ جوہری کمیت ایک مطلق کمیت ہے، رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت ایک بے جہتی عدد ہے جس کی کوئی اکائی نہیں ہے۔ اکائیوں کا یہ نقصان کاربن-12 معیار کے حوالے سے اسکیلنگ تناسب کے استعمال کے نتیجے میں ہوتا ہے، اور "رشتہ دار آاسوٹوپک ماس" کی اصطلاح میں لفظ "رشتہ دار" کاربن-12 سے متعلق اس اسکیلنگ سے مراد ہے۔ رشتہ دار آاسوٹوپک ماس، پھر، کسی دیئے گئے آاسوٹوپ (خاص طور پر، کسی بھی واحد نیوکلائڈ) کی کمیت ہے، جب اس قدر کو کاربن-12 کی کمیت سے ماپا جاتا ہے، جہاں مؤخر الذکر کا تعین تجرباتی طور پر کرنا ہوتا ہے۔ مساوی طور پر، آاسوٹوپ یا نیوکلائڈ کا رشتہ دار آاسوٹوپک ماس کاربن-12 ایٹم کی کمیت کے 1/12 سے متعلق آاسوٹوپ کی کمیت ہے۔ مثال کے طور پر، کاربن-12 ایٹم کا رشتہ دار آاسوٹوپک ماس بالکل 12 ہے۔ موازنہ کے لیے، کاربن-12 ایٹم کی جوہری کمیت بالکل 12 ڈالٹن ہے۔ متبادل طور پر، کاربن-12 ایٹم کی جوہری کمیت کا اظہار کسی بھی دوسری کمیت اکائیوں میں کیا جا سکتا ہے: مثال کے طور پر، کاربن-12 ایٹم کی جوہری کمیت ہے۔ جیسا کہ متعلقہ جوہری کمیت کے معاملے میں ہوتا ہے جب ڈالٹنوں میں اظہار کیا جاتا ہے، کاربن-12 کے علاوہ نیوکلائڈز کی متعلقہ آاسوٹوپک کمیت کی تعداد مکمل تعداد نہیں ہوتی، بلکہ ہمیشہ مکمل تعداد کے قریب ہوتی ہے۔ اس پر ذیل میں مکمل بحث کی گئی ہے۔ مختلف مقداروں کے لیے یکساں اصطلاحات جوہری کمیت یا رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت کو بعض اوقات الجھن میں ڈال دیا جاتا ہے، یا غلط طریقے سے استعمال کیا جاتا ہے، رشتہ دار جوہری کمیت (جسے جوہری وزن بھی کہا جاتا ہے) یا معیاری جوہری وزن (جوہری وزن کی ایک خاص قسم، اس معنی میں کہ یہ معیاری ہے) کے مترادفات کے طور پر۔ تاہم، جیسا کہ تعارف میں بتایا گیا ہے، جوہری کمیت ایک مطلق کمیت ہے جبکہ دیگر تمام اصطلاحات بے جہتی ہیں۔ رشتہ دار جوہری کمیت اور معیاری جوہری وزن بنیادی نمونوں میں رشتہ دار جوہری کمیت کی (کثرت سے وزنی) اوسط کے لیے اصطلاحات کی نمائندگی کرتے ہیں، نہ کہ واحد نیوکلائڈز کے لیے۔ اس طرح، رشتہ دار جوہری کمیت اور معیاری جوہری وزن اکثر متعلقہ آاسوٹوپک کمیت سے عددی طور پر مختلف ہوتے ہیں۔ جوہری کمیت (رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت) کی تعریف ایک واحد ایٹم کی کمیت کے طور پر کی گئی ہے، جو ایک وقت میں صرف ایک آاسوٹوپ (نیوکلائڈ) ہو سکتا ہے، اور کثرت سے وزنی اوسط نہیں ہے، جیسا کہ رشتہ دار جوہری کمیت/جوہری وزن کے معاملے میں ہوتا ہے۔ لہذا، کسی کیمیائی عنصر کے ہر آاسوٹوپ اور نیوکلائڈ کی جوہری کمیت یا رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت ایک ایسی تعداد ہے جسے اصولی طور پر اعلی درستگی کے ساتھ ماپا جا سکتا ہے، کیونکہ اس طرح کے نیوکلائڈ کا ہر نمونہ ہر دوسرے نمونے سے بالکل ملتا جلتا ہونے کی توقع کی جاتی ہے، کیونکہ ایک ہی توانائی کی حالت میں کسی دی گئی قسم کے تمام ایٹم، اور کسی خاص نیوکلائڈ کا ہر نمونہ، اس نیوکلائڈ کے ہر دوسرے نمونے کے کمیت میں بالکل یکساں ہونے کی توقع کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، آکسیجن-16 کے ہر ایٹم سے توقع کی جاتی ہے کہ اس کی جوہری کمیت (رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت) بالکل وہی ہوگی جو آکسیجن-16 کے ہر دوسرے ایٹم کی ہوتی ہے۔ بہت سے عناصر کے معاملے میں جن میں ایک قدرتی طور پر پائے جانے والا آاسوٹوپ (مونو نیوکلیڈک عناصر) یا ایک غالب آاسوٹوپ ہوتا ہے، سب سے عام آاسوٹوپ کی جوہری کمیت، اور (معیاری) متعلقہ جوہری کمیت یا (معیاری) جوہری وزن کے درمیان فرق چھوٹا یا صفر بھی ہو سکتا ہے، اور زیادہ تر بلک حسابات کو متاثر نہیں کرتا ہے۔ تاہم، اس طرح کی غلطی موجود ہو سکتی ہے اور یہاں تک کہ اہم بھی ہو سکتی ہے جب انفرادی ایٹموں پر غور کیا جائے ان عناصر کے لیے جو مونو نیوکلیڈک نہیں ہیں۔ غیر مونو نیوکلڈک عناصر کے لیے جن میں ایک سے زیادہ مشترکہ آاسوٹوپ ہوتے ہیں، یہاں تک کہ سب سے عام رشتہ دار آاسوٹوپک ماس سے رشتہ دار جوہری کمیت (جوہری وزن) میں عددی فرق نصف کمیت اکائی یا اس سے زیادہ ہو سکتا ہے (مثال کے طور پر۔ کلورین کا معاملہ دیکھیں جہاں جوہری وزن اور معیاری جوہری وزن تقریبا 35.45 ہے)۔ کسی غیر معمولی آاسوٹوپ کی جوہری کمیت (رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت) کئی کمیت اکائیوں کے لحاظ سے رشتہ دار جوہری کمیت، جوہری وزن، یا معیاری جوہری وزن سے مختلف ہو سکتی ہے۔ رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت ہمیشہ پوری تعداد کی اقدار کے قریب ہوتی ہے، لیکن کبھی بھی (کاربن-12 کے معاملے کے علاوہ) بالکل پوری تعداد نہیں ہوتی، دو وجوہات کی بناء پر: پروٹون اور نیوٹرون کی کمیت مختلف ہوتی ہے، اور مختلف نیوکلائڈز میں پروٹون اور نیوٹرون کا تناسب مختلف ہوتا ہے۔ جوہری کمیتوں کو ان کی بائنڈنگ توانائیوں کے ذریعے مختلف حد تک کم کیا جاتا ہے۔ ایٹم ماس اور ماس نمبر (نیوکلین کی تعداد) کا تناسب 56Fe سے 1H تک مختلف ہوتا ہے۔ جوہری بائنڈنگ توانائی کی وجہ سے کوئی بھی بڑے پیمانے پر عیب تجرباتی طور پر آزاد نیوکلین کی مساوی تعداد کا ایک چھوٹا سا حصہ (1 ٪ سے کم) ہوتا ہے۔ جب کاربن-12 میں فی نیوکلیون اوسط کمیت سے موازنہ کیا جائے، جو کہ دوسرے ایٹموں کے مقابلے میں اعتدال سے مضبوطی سے جڑا ہوا ہے، تو زیادہ تر ایٹموں کے لیے بائنڈنگ کا بڑے پیمانے پر عیب ڈالٹن (کاربن-12 پر مبنی متحد جوہری کمیت اکائی) کا اس سے بھی چھوٹا حصہ ہوتا ہے۔ چونکہ آزاد پروٹون اور نیوٹرون ایک دوسرے سے کمیت میں ایک ڈالٹن () کے ایک چھوٹے سے حصے سے مختلف ہوتے ہیں، اس لیے متعلقہ آاسوٹوپک کمیت، یا ڈیلٹن میں دی گئی کسی بھی نیوکلائڈ کی جوہری کمیت کو قریب ترین مکمل تعداد میں گول کرنا، ہمیشہ نیوکلین گنتی، یا کمیت نمبر دیتا ہے۔ مزید برآں، نیوٹران گنتی (نیوٹران نمبر) کو ماس نمبر (نیوکلیون گنتی) سے پروٹانوں (جوہری نمبر) کی تعداد کو گھٹا کر اخذ کیا جا سکتا ہے۔ کمیت عیب وہ مقدار جو جوہری کمیت اور کمیت نمبر کا تناسب 1 سے انحراف کرتا ہے مندرجہ ذیل ہے: انحراف ہائیڈروجن-1 پر مثبت شروع ہوتا ہے، پھر اس وقت تک کم ہوتا ہے جب تک کہ یہ ہیلیم-4 پر مقامی کم از کم تک نہ پہنچ جائے۔ لتیم، بیریلیم اور بوران کے آاسوٹوپس ہیلیم کے مقابلے میں کم مضبوطی سے جڑے ہوئے ہیں، جیسا کہ ان کے بڑے پیمانے پر بڑے پیمانے پر تعداد کے تناسب سے ظاہر ہوتا ہے۔ کاربن پر، کمیت (ڈالٹن میں) اور کمیت کے تناسب کو 1 کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، اور کاربن کے بعد یہ ایک سے کم ہو جاتا ہے جب تک کہ کم از کم آئرن-56 تک نہ پہنچ جائے (آئرن-58 اور نکل-62 کے لیے صرف قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر قدر)، پھر بھاری آاسوٹوپس میں مثبت اقدار تک بڑھ جاتا ہے، جوہری تعداد میں اضافے کے ساتھ۔ یہ اس حقیقت سے مطابقت رکھتا ہے کہ زرکونیم سے بھاری عنصر میں نیوکلیئر فشن توانائی پیدا کرتا ہے، اور نیوبیئم سے ہلکے کسی بھی عنصر میں فشن کے لیے توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ دوسری طرف، اسکینڈیم سے ہلکے عنصر کے دو ایٹموں کا جوہری فیوژن (سوائے ہیلیم کے) توانائی پیدا کرتا ہے، جبکہ کیلشیم سے بھاری عناصر میں فیوژن کے لیے توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ 4He کے دو ایٹموں کے فیوژن سے بیرلیم-8 حاصل کرنے کے لیے توانائی کی ضرورت ہوگی، اور بیرلیم جلد ہی دوبارہ ٹوٹ جائے گا۔ 4 وہ ٹریٹیم (3H) یا 3H کے ساتھ فیوز کر سکتا ہے ؛ یہ عمل بگ بینگ نیوکلیوسنتھیس کے دوران ہوئے۔ سات سے زیادہ نیوکلین والے عناصر کی تشکیل کے لیے ٹرپل الفا عمل میں 4He کے تین ایٹموں کے فیوژن کی ضرورت ہوتی ہے، کاربن-12 پیدا کرنے کے لیے لتیم، بیریلیم اور بورون کو چھوڑ کر۔ ایٹم ماس اور ماس نمبر کے تناسب کی کچھ اقدار یہ ہیں: ایٹم ماس کی پیمائش ایٹموں کی ماس کا براہ راست موازنہ اور پیمائش ماس سپیکٹرومیٹری کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ جوہری اور سالماتی کمیتوں کے درمیان تعلق اسی طرح کی تعریفیں مالیکیولز پر لاگو ہوتی ہیں۔ کسی مرکب کے سالماتی کمیت کا حساب اس کے اجزا ایٹموں کے جوہری کمیتوں (معیاری جوہری وزن نہیں) کو شامل کر کے لگایا جا سکتا ہے۔ اس کے برعکس، مولر ماس کا حساب عام طور پر معیاری جوہری وزن سے کیا جاتا ہے (جوہری یا نیوکلائڈ ماس سے نہیں)۔ اس طرح سالماتی کمیت اور مولر کمیت عددی قدر میں قدرے مختلف ہوتے ہیں اور مختلف تصورات کی نمائندگی کرتے ہیں۔ سالماتی کمیت کسی سالمے کی کمیت ہے، جو اس کے جزو جوہری کمیتوں کا مجموعہ ہے۔ مولر ماس کیمیائی طور پر خالص لیکن آئسوٹوپک طور پر متنوع مجموعے میں جزو مالیکیولز کی کمیت کا اوسط ہے۔ دونوں صورتوں میں، ایٹموں کی کثرت (اس کے واقع ہونے کی تعداد) کو مدنظر رکھنا ضروری ہے، عام طور پر ہر منفرد کمیت کو اس کی کثرت سے ضرب دے کر۔ تاریخ نسبتا جوہری کمیت کا تعین کرنے والے پہلے سائنسدان 1803 اور 1805 کے درمیان جان ڈالٹن اور تھامس تھامسن اور 1808 اور 1826 کے درمیان جونس جیکب برزیلیس تھے۔ رشتہ دار جوہری کمیت (جوہری وزن) کی تعریف اصل میں سب سے ہلکے عنصر، ہائیڈروجن کے مقابلے میں کی گئی تھی، جسے 1.00 کے طور پر لیا گیا تھا، اور 1820 کی دہائی میں، پراؤٹ کے مفروضے میں کہا گیا تھا کہ تمام عناصر کی جوہری کمیت ہائیڈروجن کے بالکل ضرب ثابت ہوگی۔ تاہم، برزیلیس نے جلد ہی ثابت کر دیا کہ یہ تقریبا درست بھی نہیں تھا، اور کچھ عناصر کے لیے، جیسے کلورین، رشتہ دار جوہری کمیت، تقریبا 35.5 پر، ہائیڈروجن کے دو لازمی ضرب کے درمیان تقریبا بالکل آدھے راستے پر گرتی ہے۔ پھر بھی بعد میں، یہ بڑی حد تک آاسوٹوپس کے مرکب کی وجہ سے دکھایا گیا، اور یہ کہ خالص آاسوٹوپس، یا نیوکلائڈز کی جوہری کمیت، ہائیڈروجن کمیت کے ضرب ہیں، تقریبا 1 فیصد کے اندر۔ 1860 کی دہائی میں، اسٹینسلاؤ کینزارو نے ایوگاڈرو کے قانون (خاص طور پر 1860 کی کارلسروہی کانگریس میں) کا اطلاق کرکے نسبتا جوہری کمیت کو بہتر بنایا۔ انہوں نے عناصر کی نسبتا جوہری کمیت کا تعین کرنے کے لیے ایک قانون وضع کیا: مختلف مالیکیولز میں موجود ایک ہی عنصر کی مختلف مقدار جوہری وزن کے تمام پورے ضرب ہوتے ہیں اور گیسوں کے مجموعے کی بخارات کی کثافت کا موازنہ ایک یا ایک سے زیادہ کیمیائی عنصر پر مشتمل مالیکیولز کے ساتھ کر کے متعلقہ جوہری کمیت اور سالماتی کمیت کا تعین کیا۔ 20 ویں صدی میں، 1960 کی دہائی تک، کیمسٹوں اور طبیعیات دانوں نے دو مختلف ایٹم ماس اسکیل استعمال کیے۔ کیمسٹوں نے "ایٹمک ماس یونٹ" (امیو) پیمانے کا استعمال اس طرح کیا کہ آکسیجن آاسوٹوپس کے قدرتی مرکب میں ایٹمک ماس 16 ہوتا ہے، جبکہ طبیعیات دانوں نے وہی نمبر 16 صرف سب سے عام آکسیجن آاسوٹوپ (16 او، جس میں آٹھ پروٹون اور آٹھ نیوٹرون ہوتے ہیں) کے ایٹمک ماس کو تفویض کیا۔ تاہم، کیونکہ قدرتی آکسیجن میں آکسیجن-17 اور آکسیجن-18 بھی موجود ہیں، اس کی وجہ سے جوہری کمیت کی دو مختلف ٹیبلز بن گئیں۔ کاربن-12، 12 سی پر مبنی متحد پیمانے نے طبیعیات دانوں کی پیمائش کو خالص آاسوٹوپ پر مبنی کرنے کی ضرورت کو پورا کیا، جبکہ عددی طور پر کیمسٹوں کے پیمانے کے قریب تھا۔ اسے 'یونیفائیڈ ایٹم ماس یونٹ' کے طور پر اپنایا گیا۔ اس اکائی کے نام کے لیے موجودہ انٹرنیشنل سسٹم آف یونٹس (ایس آئی) کی بنیادی سفارش ڈالٹن اور علامت 'دا' ہے۔ نام 'یونیفائیڈ ایٹم ماس یونٹ' اور علامت 'یو' ایک ہی اکائی کے تسلیم شدہ نام اور علامتیں ہیں۔ جوہری وزن کی اصطلاح کو آہستہ آہستہ ختم کیا جا رہا ہے اور زیادہ تر موجودہ استعمال میں رشتہ دار جوہری کمیت سے تبدیل کیا جا رہا ہے۔ نام میں یہ تبدیلی 1960 کی دہائی تک پہنچتی ہے اور سائنسی برادری میں بہت بحث کا ذریعہ رہی ہے، جو کہ متحد جوہری بڑے پیمانے پر یونٹ کو اپنانے اور اس احساس سے شروع ہوا کہ وزن کچھ طریقوں سے ایک نامناسب اصطلاح تھی۔ "جوہری وزن" کی اصطلاح کو برقرار رکھنے کی دلیل بنیادی طور پر یہ تھی کہ یہ میدان میں موجود لوگوں کے لیے ایک اچھی طرح سے سمجھی جانے والی اصطلاح تھی، کہ "جوہری کمیت" کی اصطلاح پہلے ہی استعمال میں تھی (جیسا کہ اس وقت اس کی وضاحت کی گئی ہے) اور یہ کہ "رشتہ دار جوہری کمیت" کی اصطلاح آسانی سے رشتہ دار آاسوٹوپک کمیت کے ساتھ الجھ سکتی ہے (کسی دیئے گئے نیوکلائڈ کے ایک ایٹم کی کمیت، جس کا اظہار کاربن-12 کی کمیت کے 1/12 سے بے جہتی سے ہوتا ہے ؛ اوپر کا حصہ دیکھیں)۔ 1979 میں، ایک سمجھوتے کے طور پر، اصطلاح "رشتہ دار جوہری کمیت" کو جوہری وزن کے ثانوی مترادف کے طور پر متعارف کرایا گیا تھا۔ بیس سال بعد ان مترادفات کی اولین حیثیت الٹ گئی، اور اصطلاح "رشتہ دار جوہری کمیت" اب ترجیحی اصطلاح ہے۔ تاہم، اصطلاح "معیاری جوہری وزن" (مختلف نمونوں کے معیاری متوقع جوہری وزن کا حوالہ دیتے ہوئے) کو تبدیل نہیں کیا گیا ہے، کیونکہ "جوہری وزن" کو "رشتہ دار جوہری کمیت" کے ساتھ سادہ تبدیلی کے نتیجے میں "معیاری رشتہ دار جوہری کمیت" کی اصطلاح سامنے آتی۔ جوہری نمبر ڈالٹن (یونٹ) آاسوٹوپ آاسوٹوپ جیو کیمسٹری مالیکیولر ماس جین اسٹاس حوالہ جات بیرونی روابط NIST تمام آاسوٹوپ کے متعلقہ جوہری کمیت اور عناصر کے معیاری جوہری وزن AME2003 جوہری کمیت کی تشخیص قومی جوہری ڈیٹا سینٹر ایٹم ماس کیمیائی خصوصیات اسٹوچیومیٹری سے