統一原子質量単位（ダルトン・Da/amu）とは：定義・由来・換算

ダルトン（統一原子質量単位）とは何か、炭素12基準からの定義・由来・換算方法を図解でわかりやすく解説する入門ガイド。

ダルトンまたは統一原子質量単位（略称：amu、u、Da）は、原子の質量を測定するために使用される単位です。定義上は、単一の炭素同位体である 炭素-12（12C）原子の質量の¹⁄₁₂ に相当します。すなわち 12C の原子質量を 12 で割った値が 1 u（1 Da）です。

「統一原子質量単位」と「ダルトン」は同じ量を指す別名で、近年は生化学・バイオロジー分野などで「ダルトン（Da）」という表記が広く用いられています。この単位名は、原子説を提唱した18–19世紀の科学者である ジョン・ダルトンにちなんで名づけられた。

定義と国際的な値

厳密な定義：1 u（1 Da）は 12C 原子質量の ¹⁄₁₂ に等しい。

実用的な換算値（CODATA 推奨値）：1 Da ≈ 1.66053906660×10⁻²⁷ kg（約 1.66053906660×10⁻²⁴ g）。この値は測定と基準に基づく実用上の換算であり、日常的な計算では四捨五入した値を用いることが多いです。

代表的な換算例

• 1 Da = 1.66053906660×10⁻²⁷ kg ≈ 1.66054×10⁻²⁴ g
• 1 kDa = 1000 Da（蛋白質などの分子量はしばしば kDa 単位で表す）
• 水分子（H2O）の質量 ≈ 18.015 u（約 2.99×10⁻²⁶ kg）
• 電子質量 ≈ 5.4858×10⁻⁴ u（約 9.109×10⁻³¹ kg）
• 陽子質量 ≈ 1.007276 u、 中性子質量 ≈ 1.008665 u（いずれも約 1.67×10⁻²⁷ kg）

単位記号と使い分け

Da（ダルトン）は学術論文や生化学の分野で一般的に推奨される記号です。u や amu も歴史的に広く使われてきた表記であり、現在でも見かけますが、国際単位系（SI）外の補助単位として Da を用いることが一般的です。

歴史と注意点

• 「原子質量単位」は歴史的にいくつかの定義が存在しましたが、現在は 12C に基づく「統一原子質量単位（unified atomic mass unit）」に統一されています（これにより化学・物理学での不一致が解消されました）。
• ダルトンは質量のスケールとして非常に便利で、原子・分子の質量比較や質量分析（マススペクトロメトリー）、タンパク質の分子量表示（kDa）などで広く使われています。
• 換算値は定期的に CODATA 等によって推奨値が更新されるため、高精度の計算では最新の値を参照してください。

用途の例

• 質量分析：イオンの質量数を Da 単位で報告し、生体分子の同定に利用。
• 生化学：タンパク質の分子量を kDa（キロダルトン）で表現（例：ヘモグロビンは約 64 kDa）。
• 物理化学：化学種の相対質量や計算化学の基準値として使用。

まとめると、ダルトン（Da / u / amu）は原子・分子の質量を扱うための共通で便利な単位であり、その定義は 12C の質量の 1/12 に基づきます。用途に応じて kDa 等の接頭語と組み合わせて使われますが、精密な換算が必要な場合は最新の国際的な定数値（CODATA など）を参照してください。

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