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ヘリウムの原子量を見てみると4.002602となっています。原子量というのはそれぞれの同位体の質量数と存在比で決まるものですよね。そしてヘリウムの天然に存在する同位体は⁴He,³Heの2つです。なのにヘリウムの原子量が4を上回るのはなぜですか?

おお~よく気付きましたね。答えは「He-4の相対質量は4より大きいから」です(なので「質量数と存在比で決まる」というのが実は間違っていて、正しくは「相対質量と存在比で」決まります)。 原子の質量を表す相対原子質量は「C-12の原子質量を12としたとき他の原子質量は相対的にいくつですか」というやつですが、これをHe-4にやると相対原子質量4.0026になります(He-3の天然での存在比が極めて小さいので、ほぼ原子量と同じ値になっています)。なんで陽子と中性子の数が1/3になったのに相対原子質量は1/3より大きくなるんだという話になるんですが、これには「質量欠損」という現象が関与しています。平易な解説が世にあふれてると思うので説明を省きますが、簡単に言うと、C-12の原子核はHe-4の原子核3個よりも軽いです。

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