Was ist der Unterschied zwischrn Massenzahl und Atommasse?
2 Antworten
Die Massenzahl (Kernladungszahl, Ordnungszahl) findest Du im Periodensystem als fortlaufende Zahl bei den Elementen.
Sie gibt die Summe aus Protonenzahl und Neutronenzahl an. Da bei vielen Elementen die Zahl der Neutronen verschieden sein kann, ist die Angabe der Massenzahl im Periodensystem eine Durchschnittszahl, also eine Zahl, die hinter dem Komma auch noch einige Stellen aufweist.
Die (absolute) Atommasse ist die tatsächliche Masse eines Atoms. Sie wird in der Einheit u angegeben.
Daneben gibt es noch die relative Atommasse. Aber nach dieser musst Du hier extra eine Frage stellen.
Die Massenzahl gehört zu einem Isotop, also einer bestimmten Kernsorte, und gibt die Summe der Protonen und Neutronen für diesen Kern an. Naturgemäß ist es immer eine ganze Zahl.
Die Atommasse sagt, wie schwer ein Kern ist, und die zugehörige Einheit ist u. Ein Proton und ein Neutron wiegen je ungefähr (aber nicht genau) ein u, und die Summe der Protonen- und Neutronenmassen entspricht nicht genau der Masse des Kernes (wegen des Massenfekts durch Bindungsenergie). Deshalb sind die Atommassen für jede Kernsorte nicht ganzzahlig, liegen aber knapp an ganzen Zahlen (bei den schwersten Elementen kann die Abweichung bis ≈ 0.3 u betragen).
Die Atommasse, die die im Periodensystem findest, ist aber zusätzlich noch über die Isotope gemittelt, wobei man die durchschnittlichen Häufigkeiten der einzelnen Isotope zugrundelegt. Viele Elemente, vor allem die leichteren, haben nur ein dominierendes Isotop, daher liegt auch diese Zahl oft eng an einer ganzen Zahl; aber Elemente mit mehreren häufigen Isotopen können Atommassen weitab von ganzen Zahlen haben.
Sehen wir uns das anhand eines Beispiels an, nämlich Chlor. Natürlich vorkommendes Chlor besteht aus zwei Isotopen (die Massenzahl gebe ich hochgestellt vor dem Elementsymbol an): ³⁵Cl und ³⁷Cl. Alle Chlorkerne haben 17 Protonen (diese Eigenschaft definiert, was Chor ist), also haben die beiden Isotope 18 bzw. 20 Neutronen.
³⁵Cl hat eine Atommasse von 34.9689 u, und ³⁷Cl bringt 36.9659 u auf die Waage. Die kombinierte Masse von 17 Protonen und 18 bzw. 20 Neutronen beträgt 35.2797 bzw. 37.2970 u, die Kerne sind aber wegen der Bindungsenergie um etwa 1% leichter als das.
Egal wo Du auf der Erde Chlor gewinnst (außer im Reaktor), Du wirst in guter Näherung feststellen, daß 76% zum Isotop ³⁵Cl und 24% zum Isotop ³⁷Cl gehören. Daher beträgt die durchschnittliche Atommasse des Chlors ungefähr 35.44 u, und das ist die Zahl, die Du im Periodensystem als „Atommasse“ angegeben findest. Da es kleine Schwankungen in der Isotopenzusammensetzung gibt, kann man die Zahl nicht genauer angeben.