為甚麼12amu碳 不代表1莫耳?

問題一：為甚麼12 amu碳不代表1莫耳？1 amu意思到底是？
答：12 amu的碳是一個碳原子，1莫耳的碳有6.02 × 10^23個碳原子，總共是7.22 × 10^24 amu。
1 amu是一個原子質量單位，等於1.66053892 × 10^(-27)公斤，為碳-12的1/12，約為一個質子或中子的質量大小。

問題二：氧有O-16、O-17、O-18三種同位素，若氧之原子量為15.8，為甚麼O-16之原子量小於15.8 amu？
答：15.8 amu為O-16、O-17、O-18三種氧同位素的加權平均原子量，氧的加權平均原子量 = O-16的原子量 × O-16的豐度 + O-17的原子量 × O-17的豐度 + O-18的原子量 × O-18的豐度 = 15.8 amu，所以O-16的原子量會小於15.8 amu。

2014-02-13 15:18:19 補充：
我以實際的數值計算給你看，你就知道O-16的原子量 < 15.8 amu。
O-16的原子量為15.9949 amu，豐度為99.76%；
O-17的原子量為16.9991 amu，豐度為0.039%；
O-18的原子量為17.9992 amu，豐度為0.201%；
所以氧的加權平均原子量 = 15.9949 × 99.76% + 16.9991 × 0.039% + 17.9992 × 0.201% = 15.9565 + 0.0066 + 0.0362 = 15.9993。
因為15.9993 < 15.9949，所以O-16的原子量 < 15.8 amu。

2014-02-13 15:19:36 補充：
更正錯誤：
「因為15.9993 < 15.9949，所以O-16的原子量 < 15.8 amu。」
　　　　　　　　　　　　↓ 更正為
「因為15.9949 < 15.9993，所以O-16的原子量 < 15.8 amu。」

2014-02-13 15:20:49 補充：
更正錯誤：
「我以實際的數值計算給你看，你就知道O-16的原子量 < 15.8 amu。」
　　　　　　　　　　　　↓ 更正為
「我以實際的數值計算給你看，你就知道O-16的原子量 < 氧的加權平均原子量。」

「因為15.9993 < 15.9949，所以O-16的原子量 < 15.8 amu。」
　　　　　　　　　　　　↓ 更正為
「因為15.9949 < 15.9993，所以O-16的原子量 < 氧的加權平均原子量。」

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答案中有些概念並不正確：

1 amu 的質量，「『約等於』一粒質子(proton)或一粒中子(neutron)的質量」或者是「十二分之一粒碳-12原子的質量」，而不是「一粒質子(proton)或中子(neutron)的質量」。

由於碳原子有同位素，所以碳原子的平均質量約為 12.01 amu。12 amu 相當於「一粒『碳-12』原子的質量」，而不是「一粒碳原子的質量」。

同理，「6.023X10²³ 粒『碳-12』原子的質量等於 12 克」，而不是「6.023X10²³ 粒碳原子的質量等於 12 克」。

2014-02-09 16:46:01 補充：
第二題的答案是答非所問。

一種元素的原子量，是這元素的所有同位素的加權平均質量。

氧有三種同位素：16O、17O 和 18O。由於在這三種同位素中 16O 原子的質量最低，故此，16O 的質量必小於氧的三個同位素的加權平均質量。換句話說，一粒 16O 原子的質量必小於氧的原子量。

以碳-12質量為12 amu 的標準，氧的原子量是 16.0 amu。因此 16O 的質量小於 16 amu。

若重新定義，把氧原子量定為 15.8 amu，則一粒 16O 的質量亦必小於 15.8 amu。