Ah - Chemieunterricht 2004/2005 9c
Wie schon geklärt, bestehen die Kerne der Atome eines Elements immer aus der selben Anzahl Protonen. Die Zahl der Neutronen kann aber variieren, und damit variiert auch die Masse der Atome eines Elements.
Damit man genau weiß, welches Isotop gemeint ist, wird an das Elementsymbol links oben die Massenzahl und links unten die Kernladungszahl geschrieben (die Kernladungszahl gibt die Anzahl der Protonen im Kern an).
Für ein Natriumatom (Symbol Na, 11 Protonen) der Masse 23 u sähe das Symbol dann so aus: 2311Na
Da die Zahl der Protonen ja fest steht, würde es sogar ausreichen, nur die Massenzahl anzugeben: 23Na
Obwohl die Massenzahl vor dem Elementsymbol geschrieben steht, wird sie immer erst nach dem Element gelesen, wie bei "C-14": 14C
Natrium besteht nur aus dieser einen Atomsort, man spricht von einem "Reinelement." Weitere Reinelemente sind Fluor 19F (9 Protonen, also 10 Neutronen und 9 Elektronen), Aluminium 27Al (13 Protonen, also 14 Neutronen und 13 Elektronen) und Phosphor 31P (15 Protonen, also 16 Neutronen und 15 Elektronen).
Die meisten Elemente bestehen jedoch aus mehreren Isotopen - es sind Isotopengemische, z.B. das Bor (5 Protonen, 5 Elektronen, Masse: 10,8 u). Aus der mittleren Atommasse kann man Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Elements versuchen - häufig gibt es aber mehr als eine Möglichkeit, diese mittlere Atommasse zu errechnen. Sind jedoch die vorhandenen Isotope bekannt, lässt sich leicht die prozentuale Zusammensetzung bestimmen.
Bor besteht aus den Isotopen 10B und 11B. Da die mittlere Atommasse 10,8 u beträgt, muss das schwerere Isotop stärker vertreten sein - wenn man für die Häufigkeit von 11B 80% annimmt, ergibt sich für die Häufigkeit von 10B 20%, und man errechnet die angegebene mittlere Atommasse:
0,20 * 10 u + 0,80 * 11 u = 10,8 u
Wenn man also die prozentuale Zusammensetzung kennt, lässt sich leicht die mittlere Atommasse berechnen - hier sind dann als Beispiel die Massen von Lithium, Magnesium und Chlor berechnet:
| Atomsorte | Isotopengemisch | Rechnung | berechnete Massenzahl | Tabellenwert (Periodensystem) |
|---|---|---|---|---|
| Lithium | 6Li (7,5%) 7Li (92,5%) | 0,075*6u + 0,925*7u | = 6,925 u | (6,941) |
| Magnesium | 24Mg (80%) 25Mg (10%) 26Mg (10%) | 0,8*24u + 0,1*25u + 0,1*26u | = 24,3 u | (24,3050) |
| Chlor | 35Cl (75%) 37Cl (25%), | 0,75*35u + 0,25*37u | = 35,5 u | (35,4527) |
Die Abweichungen ergeben sich, weil mit Rundungswerten gerechnet wurde (sowohl bei den Massen der Protonen bzw. Neutronen als auch bei den Prozentualen Werten).
