dalton
Főnév
dalton (tsz. daltons)
- (informatika) A dalton (jele: Da, régebbi nevén atomtömegegység, amu) a tömeg egyik nem SI, de széles körben használt mértékegysége a kémia, biofizika és molekuláris biológia területén. Elsősorban atomok, molekulák és részecskék tömegének kifejezésére használják. A dalton segítségével kényelmesen összehasonlíthatjuk a részecskék tömegét anélkül, hogy rendkívül kis számokkal kellene dolgoznunk kilogramm vagy gramm egységekben.
1. Definíció
A dalton definíciója a szén-12 izotóphoz kötött:
Ez azt jelenti, hogy egy dalton megegyezik annak a tömegnek az egytizenketted részével, amit egy szén-12 atom nyugalmi állapotban, vákuumban képvisel.
2. A dalton egység jelentősége
Mivel az atomok és molekulák tömege rendkívül kicsi, a kilogramm vagy gramm mértékegység gyakorlatiatlanná válik ezen a szinten. A dalton egység lehetővé teszi:
- az atomtömegek egyszerűbb kezelését,
- a molekulatömegek összehasonlíthatóságát (fehérjék, DNS),
- a tömegspektrometriás adatok értelmezését.
3. Átváltás más egységekbe
| Egység | Átváltás |
|---|---|
| kilogramm | 1 Da = 1,660 539 066 × 10⁻²⁷ kg |
| gramm | 1 Da = 1,660 539 066 × 10⁻²⁴ g |
| elektronvolt/c² | 1 Da ≈ 931,494 MeV/c² (relativisztikus összefüggés szerint) |
4. A dalton és az atomtömegszám
Az atomtömegszám (A) megközelítőleg megegyezik az atom tömegével daltonban. Például:
- Hidrogén: kb. 1,0078 Da
- Szén (C-12): pontosan 12 Da
- Oxigén: kb. 15,999 Da
- Vas: kb. 55,845 Da
- Urán: kb. 238,03 Da
Ez a rendszer segít a relatív atomtömeg és a moláris tömeg közötti kapcsolat megértésében.
5. Összefüggés a mol fogalmával
Mivel 1 mol részecskének (pl. 1 mol oxigénmolekulának) tömege grammban egyenlő a részecske tömegével daltonban, ezért:
- 1 molekula H₂O ≈ 18 Da
- 1 mol H₂O ≈ 18 gramm
- 1 molekula DNS ≈ több millió Da
Ez az átjárás a mikro- és makroszint között a kémia egyik alappillére.
6. Dalton a tömegspektrometriában
A tömegspektrométerek töltés/tömeg arányt mérnek, ahol a tömeget gyakran daltonban fejezik ki, a töltést pedig elemi töltés (e) egységben. Ez alapján a legtöbb mérés:
Ez különösen fontos fehérjék, peptidek és más biomolekulák azonosításakor.
7. A dalton biológiában
A dalton egység kifejezetten fontos a biológiában:
- Fehérjék méretének kifejezésére:
- inzulin: ~5,8 kDa (kilodalton)
- hemoglobin: ~64 kDa
- antitestek: 150 kDa fölött
- DNS-fragmensek tömege is daltonban mérhető (pl. 1 millió Da = 1 MDa)
- A sejtmembránok áteresztőképessége is daltonban korlátozható (pl. 500 Da alatti molekulák átjutnak)
8. SI-helyzet
A dalton nem SI-egység, de a Nemzetközi Súly- és Mértékhivatal (BIPM) és az IUPAC (Nemzetközi Elméleti és Alkalmazott Kémiai Unió) ajánlja használatát tudományos célokra. Hivatalosan a “unified atomic mass unit” (egységesített atomtömegegység) név is használható, de a dalton rövidebb és elterjedtebb.
9. Előtagok: kDa, MDa stb.
A dalton gyakran előtagokkal szerepel, mivel sok molekula tömege jóval nagyobb 1 Da-nál.
| Előtag | Érték | Példa |
|---|---|---|
| Da | 1 | hidrogén atom |
| kDa | 1 000 Da | fehérjék (pl. hemoglobin) |
| MDa | 1 000 000 Da | DNS-fragmensek |
| GDa | 1 000 000 000 Da | vírusok, nanorészecskék méretaránya |
10. Történeti háttér
- Az atomtömeg fogalma már az 1800-as évek elején felmerült, John Dalton munkássága révén.
- Az egységes definíció azonban a szén-12 izotóphoz köthető, amit a Nemzetközi Atomtömeg-bizottság fogadott el a 20. század közepén.
- A „dalton” nevet a 20. század második felében kezdték szélesebb körben használni tiszteletből John Dalton (1766–1844) előtt.
11. Példák molekulák tömegére daltonban
| Molekula | Molekulatömeg (Da) |
|---|---|
| H₂O (víz) | 18 |
| Glükóz | 180 |
| Etanol | 46 |
| Koffein | 194 |
| Inzulin | ~5800 |
| Hemoglobin | ~64 500 |
| DNS-fragmentum | >1 000 000 |
12. Összefoglalás
| Tulajdonság | Részlet |
|---|---|
| Név | Dalton (Da) |
| Régi neve | Atomtömegegység (amu, u) |
| Definíció | 1/12 része a szén-12 atom tömegének |
| Kilogrammban | ~1,660 539 066 × 10⁻²⁷ kg |
| Átváltás | 1 Da ≈ 1,66 × 10⁻²⁴ g |
| Alkalmazás | Atomok, molekulák, fehérjék, DNS tömege |
| Biológiai fontosság | Fehérjeszerkezet, gyógyszermolekulák |
| Előtagos használat | kDa, MDa, GDa |
| SI-státusz | Nem SI-egység, de ajánlott tudományosan |
| Elnevezve | John Dalton (brit kémikus) után |
13. Záró gondolat
A dalton olyan egység, amely a mikroszkopikus világ tömegeit érthető és kezelhető módon írja le. A modern kémia, biokémia, gyógyszerkutatás és molekuláris biológia számára elengedhetetlen, hiszen lehetővé teszi a molekulák pontos jellemzését, a fehérjék szerkezetének feltárását, és biológiai rendszerek tömegviszonyainak pontos értékelését. A dalton révén a molekuláris szintű világ kézzelfoghatóvá válik a tudósok számára.
