يوجد لأى نظير لعنصر كيميائي معين كتلة ذرية والتى تسمى أيضا ( الكتلة الذرية النسبية أو الوزن الذري ) وهى كتلة ذرة واحدة للنظير معبر عنه بوحدة ( وحدة كتل ذرية و.ك.ذ ) فمثلا الكربون-12 له كتلة ذرية تساوى 12 . ولا يوجد أى نظير له كتلة على هيئة عدد صحيح نظرا لتأثير طاقة الترابط .
الكتلة الذرية لنظير تقريبا ما تكون رقم صحيح ، ففى معظم الحالات يكون الرقم الأول بعد العلامة العشرية صفر أو 9 . ويسمى هذا الرقم عدد الكتلة ، وهو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة .
والإنحرافات التى توجد بين الكتلة الذرية وعدد الكتلة هى كالتالى : يبدأ الإنحراف موجب في الهيدروجين-1 ، ويصبح سالب عند الوصول إلى الحديد-56 ، ويزيد مرة أخرى ليكون موجب في النظائر الأثقل ، بزيادة العدد الذري . وهذا يتطابق مع الآتى : لإنشطار النووى للعناصر الأثقل من الحديد ينتج طاقة ، وإنشطار أى عنصر أخف من الحديد يحتاج طاقة . والعكس صحيح في تفاعلات الإنصهار النووى - الإنصهار في العناصر الاخف من الحديد ينتج طاقة ، والغنصهار في العناصر الأثقل من الحديد يتطلب طاقة .
عند الرجوع لأى عنصر كيميائي معين الكتلة الذرية ( والتى يطلق عليها ايضا الكتلة الذرية النسبية ، متوسط الكتلة الذرية أو الوزن الذري ) وكما موضح بالجدول الدوري فإن الكتلة الذرية الموجودة به هى متوسط الكتلة الذرية لكل النظائر الثابتى للعنصر . وهذا المتوسط تم قياسه بتواجد نظائر العنصر في الطبيعة . وهذه الكتلة الذرية تستخدم في الدراسات الكيميائية الكمية .وغالبا ما يستخدم هذا للتعبير عن الكتلة بالجرامات لمول واحد من العنصر من ذرات العنصر ، وغالبا ما يرجع إليها على أنها جرام الكتلة الذري أو الكتلة المولارية .
المصطلح وزن ذري تم إستبداله بالكتلة الذرية النسبية في معظم الإستخدامات الحالية . المصطلح الوزن الذري القياسي( يستخدمه IUPAC حاليا ) ويرجع لمتوسط الكتلة الذرية النسبية للعنصر .
ويوجد تعريف اخر يطبق على الجزيئات ويسمى الكتلة الجزيئية . ويمكن حساب الكتلة الجزيئية لمركب عن طريق جمع الكتل الذرية للذرات المكونة له مضروبا في نسبة الالعناصر الموجودة في المعادلة الكيميائية . كما يمكن أيضا حساب كتلة المعادلة للمركبات التى لا تكون جزيئات .
يوجد مقارنة مباشرة وقياسات لكتل الذرات والجزيئات مع طيف الكتلة .
يحتوى مول واحد من المادة على الكتلة الذرية أو الجزيئية للمادة معبرا عنها بالجرامات . فمثلا الكتلة الذرية للحديد 55.847 ، وعلى هذا فإن مول واحد من الحديد له كتلة 55.847 جرام .
تاريخ الكتلة الذرية
قبل الستينات كان يتم التعبير عن نظير الأكسجين-16 على أن له وزن ذري 16 ، مع العلم بأنه يوجد نسب لكل من أكسجين-17 و أكسجين-18 في الأكسجين العادى ، والذى تم إستخدامه أيضا لحساب الكتلة الذرية مما أدى لوجود جدولين مختلفين للكتلة الذرية .
ولاحقا إستخدم الكيميائين والفيزيائين جدولين مختلفين للكتلة الذرية . إستخدم الكيميائين الجدول المبنى على أساس الخليط المكون لنظائر الأكسجين ، بينما إستخدم الفيزيائيين إستخدموا الأكسجين -16 . وقد تم توحيد القياس بعد ذلك بناءا على الكربون-12 12C ، والذى قابل إحتياجات الفيزيائيين على أساس أنه مبنى على نظير واحد نقى ، كما انه كان قريب أيضا من حسابات الكيميائيين .