De massa's van moleculen en atomen zijn zo klein dat chemici hiervoor een speciale eenheid gebruiken, de atomaire massa-eenheid (symbool u, van het Engelse unit).
Per definitie is de atomaire massa-eenheid één twaalfde deel van de massa van één atoom van de koolstofisotoop C-12:
De keuze van de atomaire massa-eenheid is historisch bepaald en hangt nauw samen met het feit dat waterstof het lichtste atoom is. Dalton stelde in 1803 de massa van het H-atoom op 1 u. Anders gezegd: de atoommassa van waterstof is 1 u, of preciezer: 1,00000…..u. Vanuit die stelling kunnen we de massa’s van andere atomen ook uitdrukken in atomaire massa-eenheden. Zo is het O-atoom 16 keer zwaarder dan een H-atoom en heeft dus een massa van 16 u: de atoommassa van zuurstof is 16 u. Nu nemen we niet meer de massa van een H-atoom als standaard, maar 1/12 deel van de massa van een C-atoom met 6 protonen en 6 neutronen in de kern, de koolstofisotoop C-12 (voor isotoop, zie 'Isotopen' van de Vakinhoud van deze paragraaf). Het gevolg voor deze nieuwe definitie van u is dat we in tabellen voor de atoommassa van H een getal vinden dat iets afwijkt van 1, namelijk 1,008 (of nog preciezer 1,00797).
Deze keuze is (rond 1960) gemaakt omdat:
men met nieuwe technieken de zeer exacte bepaling van de massa van C-12 kon uitvoeren;
de relatie van u met één massabepalend elementair deeltje behouden bleef. Immers, vrijwel alle massa van een atoom is in de kern geconcentreerd. De kerndeeltjes (protonen en neutronen) hebben een ongeveer gelijke massa. Eén H-atoom heeft één proton in de kern, terwijl een C-atoom 12 kerndeeltjes bevat.
Atoommassa
De atoommassa geven we vaak aan met het symbool A , de molecuulmassa met het symbool M. Beide drukken we uit in atomaire massa-eenheden u, maar vaak laten we de eenheid u weg. Officieel spreken we dan van 'relatieve' atoom- en molecuulmassa's, maar dat is een formele kwestie waar we niet zwaar aan tillen.
In BINAS tabel 40A zijn de atoommassa’s van alle atoomsoorten vermeld. Ze zijn echter meestal te precies voor ons, want zo nauwkeurig hoeven we zelden te rekenen. Daarom gebruiken wij vaak afgeronde atoommassa's.
Met behulp van de atoommassa's kunnen we de molecuulmassa van elke stof uitrekenen, mits we de formule van die stof kennen.
Zo is de molecuulmassa van water als volgt uit te rekenen: een watermolecuul bestaat uit twee H-atomen en één O-atoom en dus is de massa (2 x 1 u) + 16 u = 18 u.