:mail:·::·:help:  Standort: Chemie - Einführung :·: Atombau :·: Isotope :
::::
Isotope

Ein indirekter Nachweis der Existenz von Neutronen gelang mit Hilfe der Massenspektroskopie.
Man fand heraus, dass natürliches Chlor zwei Arten von Atomen (lsotope) enthält, und zwar solche mit der Masse 35 u ( Cl-35 oder 35 Cl ) und solche mit der Masse 37 u. Man konnte dieses Phänomen mit Hilfe der Neutronen leicht erklären:
Das Cl-35 enthielt 17 Protonen (Masse 17 u). 18 Neutronen (Masse 18 u) und 17 Elektronen (Masse vernachlässigbar klein) —> Masse 35 u.
Das Cl-37 enthielt 17 Protonen, 20 Neutronen und 17 Elektronen —> Masse 37 u. Das (prinzipielle) chemische Verhalten von Cl-35 und Cl-37 ist absolut identisch.

Kapitel zu Rutherford
- der Weg zu Rutherford
- der Streuversuch
- das Modell
- Isotope
- radioaktive Isotope

Isotope sind Nuklide mit gleicher Protonenzahl, aber verschiedener Neutronenzahl. Atomarten, die durch ihre Protonen- und Neutronenzahl eindeutig gekennzeichnet sind, bezeichnet man als Nuklide.

Die Zuordnung eines Atoms zu einem Element erfolgt also aufgrund der Zahl seiner Protonen; diese bleibt bei chemischen Reaktionen auch unverändert. (Die Zahl der Elektronen ist bei einem neutralen Atom natürlich gleich der Zahl der Protonen; sie kann sich bei chemischen Reaktionen aber ändern —> lonenbildung)

Wir können nun auch die Zahlen erklären, die im Periodensystem die Elementsymbole ergänzen.
Als Beispiel dient das Chlor:

Man unterscheidet also ein Chloratom, das Chlornuklid Cl-35 und die Chlorisotope Cl-35 und Cl-37.
Der erste Begriff bezieht sich auf das chemische Verhalten; die beiden anderen Begriffe beziehen sich auf den Aufbau des Atomkerns, der dem Chemiker eigentlich ziemlich egal ist, da er das chemische Verhalten (meist) nicht beeinflusst.

Erläuterungen:

Natürliches Chlor, etwa im Kochsalz (= Natriumchlorid) besteht zu etwa 3/4 aus Cl-35 und zu 1/4 aus Cl-37; unter Berücksichtigung dieser Anteile ergibt sich als mittlere Atommasse etwa 35,5 u.

Die Kernladungszahl gibt die Zahl der Protonen und damit der positiven Ladungen im Atomkern an. In einem neutralen Atom ist die Zahl der Protonen gleich der Zahl der Elektronen, da jede positive Ladung eines Protons durch die negative Ladung eines Elektrons ausgeglichen werden muss. Der Begriff Ordnungszahl bezieht sich darauf, dass die Elemente nach der Zahl ihrer Protonen im Periodensystem angeordnet sind.

Die Zahl der Neutronen kann man übrigens nur bei Nukliden aus der Ordnungszahl und der Nuklidmasse ermitteln:
Zahl der Neutronen = Nuklidmasse - Protonenzahl (=Ordnungszahl)
Aus der mittleren Atommasse kann man auch nur die mittlere Zahl von Neutronen ermitteln!

Die „krummen“ Zahlen sind nicht immer darauf zurückzuführen, dass die entsprechenden Elemente Mischelernente sind, d.h. aus mehreren Isotopen bestehen.
Auch Elemente wie lod, die ausschliesslich aus einem Isotop bestehen, haben keine ganzzahlige mittlere Atommasse. Dies liegt unter anderem daran, dass die Masse eines Protons und eines Neutrons nicht genau 1 u ist. (-> E=m·c²)

Bei der Untersuchung der Elemente des Periodensystems mit Hilfe des Massenspektrometers stellte sich heraus, dass die Zahl der natürlich vorkommenden Isotope eines Elements höchst unterschiedlich ist.

Elemente wie Natrium, Phosphor oder Cobalt besitzen nur ein Isotop (Reinelemente); Zinn besteht aus 10 (zehn) verschiedenen Isotopen.

 
:::·: Impressum :·: Jaik Nightmare :
 last update: 05.11.2007 Quelle: chemie.aabdahl.de/index.php  1611