Gleiches Element, andere Kerne
Atome eines Elements haben immer gleich viele Protonen — die Zahl der Neutronen kann aber verschieden sein.
- Isotope:Atome mit gleicher Protonenzahl Z, aber verschiedener Neutronenzahl N — und damit verschiedener Massenzahl A.
- Kohlenstoff:\({}^{12}\mathrm{C}\) (6 p, 6 n), \({}^{13}\mathrm{C}\) (6 p, 7 n), \({}^{14}\mathrm{C}\) (6 p, 8 n); gesprochen „Kohlenstoff-12“ usw.
- Wasserstoff:\({}^{1}\mathrm{H}\), Deuterium \({}^{2}\mathrm{H}\), Tritium \({}^{3}\mathrm{H}\) — die einzigen Isotope mit eigenen Namen.
- Chemisch gleich:gleich viele Elektronen, also gleiches Reaktionsverhalten.
- Physikalisch verschieden:verschiedene Masse; manche Kerne sind instabil und radioaktiv, z. B. \({}^{14}\mathrm{C}\).
Isotope: gleiches Z, verschiedenes N → verschiedenes A.
Die mittlere Atommasse
Die meisten Elemente sind ein Gemisch aus mehreren Isotopen.
- Reinelement:kommt in der Natur nur als ein Isotop vor, z. B. Natrium (\({}^{23}\mathrm{Na}\)) oder Gold (\({}^{197}\mathrm{Au}\)).
- Mischelement:besteht aus mehreren Isotopen in fester Häufigkeit.
- Atommasse im PSE:Mittelwert aller Isotope, gewichtet nach ihrer Häufigkeit — deshalb meist keine ganze Zahl.
Untersuche die Atome der Probe einzeln: Klicke ein Atom an (oder wähle es mit den Pfeiltasten und drücke Enter). Die Kern-Lupe zählt seine Protonen und Neutronen und markiert das Isotop farbig.
Halte fest: Je mehr Atome du untersuchst, desto näher kommt dein Mittelwert der Atommasse aus dem Periodensystem. Die Massen sind hier auf ganze u gerundet.
Herleitung:
Mittlere Atommasse: \(\bar m=h_1\cdot m_1+h_2\cdot m_2+\dots\) (h: Häufigkeit als Anteil, m: Masse des Isotops)
Allgemeine Hinweise
Isotope sind keine Ionen
Isotope unterscheiden sich in der Zahl der Neutronen, Ionen in der Zahl der Elektronen. Isotope sind neutral.
Probe mit dem Mittelwert
Der Mittelwert liegt immer zwischen der leichtesten und der schwersten Isotopenmasse — und näher am häufigsten Isotop.
35,5 ist keine Massenzahl
Massenzahlen sind immer ganze Zahlen. Eine Kommazahl im PSE ist ein Mittelwert über viele Atome.
