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旧称原子量。19世纪初J.道尔顿在提出原子学说的同时就提出了原子量概念。他将氢原子量定为1.0，并以此做标准，根据物质质量组成及假定其中原子个数比，如把水中氢和氧原子个数比定为1∶1，然后对比得出其他元素原子量。

1803年他发表了世界上第一张原子量表。因为氧的化合物比氢的化合物多，1818年J.J.贝采利乌斯将氧原子量定为100，并以此做基准。1860年J.S.斯塔提出将天然氧定为16，并以此做基准。

1929年发现氧有3种核素，即¹⁶O，¹⁷O，¹⁸O。后来又证实氧同位素不是均匀地分布于自然界。用天然氧做原子量标准不够完善，物理界改用¹⁶O等于16做标准，化学界仍采用天然氧等于16做基准。当用物理标准时，氧的各种同位素原子量分别为：¹⁶O等于16.0000，¹⁷O等于17.0045，¹⁸O等于18.0049。因此，自然界中，氧平均原子量为16.0044，两者比值16.0044／16.0000=1.000275。

1940年国际原子量委员会（ICAW）开始采用1.000275为两种标准的换算因数，即物理原子量=1.000275×化学原子量

1959年马托赫向国际化学协会建议以¹²C等于12为原子量新基准，可使各元素原子量变动不大。因为¹²C在碳的天然同位素中所占相对百分数比较固定，而且质谱法测定¹²C的质量也较精确。1960年和1961年国际物理学会和化学会分别接受了这个建议。从此原子量有了统一的新基准，不再存在所谓化学原子量和物理原子量的区别，而统一改称为国际原子量。

1979年国际原子量委员会提出新定义，一种元素的原子量是“该元素1mol质量对核素¹²C 1mol质量1／12的比值”。即，原子量的真实涵义是元素的相对原子质量，是元素的平均原子质量与核素¹²C原子质量的1／12之比。元素的平均原子质量是元素各核素的原子质量与其百分含量（丰度）乘积的加合。

1973年国际计量局公布了原子质量的单位为u；而核素12C原子质量为12u。1u=1.66057×10^-27 kg

求元素相对原子质量(Ar)的公式为：

 一种元素相对原子质量只有一个，而多核素却有多个原子质量。相对原子质量与核素的丰度有关；而原子质量与核素的丰度无关。地球上元素的天然同位素分布并非恒定，元素相对原子质量并不是自然界的一种常数，ICAW根据地球上天然来源试样的测定结果，一般每两年公布一次新的国际相对原子质量表。

测定相对原子质量的方法有多种，如用元素的当量、固体的比热以及物质的分子量来测定相对原子质量。这些方法所使用的实验设备比较简单，因而测定准确度也不够高。1919年英国的F.W.阿斯顿，改进了W.汤姆逊的磁分离器，制成了世界上第一台质谱仪，从而开始了测定相对原子质量的现代方法——质谱法。质谱仪不仅能测出元素的相对原子质量，还能反映出不同质量的原子所占的百分比。