Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 27 Die Teilchen 2 Z = Kernladungszahl = Ordnungszahl = Anzahl der p + (= Zahl der e – im neutralen Atom) Im Kern gibt es aber nicht nur Protonen, sondern auch die Neutronen. Diese sind neutral und sorgen dafür, dass sich die Protonen untereinander nicht abstoßen und auseinan- derfliegen. Die Anzahl der Protonen und Neutronen addiert heißt Massenzahl A . A = Massenzahl = Zahl der p + plus n Die Massenzahl gilt nur für einzelne Nuklide . Ein beliebiges einzelnes Atom, von dem man die Massen- zahl und die Ordnungszahl genau kennt, nennt man Nuklid . Man schreibt die Massenzahl eines Nuklids immer links oben und die Kernladungszahl links unten. Aus dem Natri- umnuklid in Abb. 2.17 kann man herauslesen, dass es 11 Protonen und 12 Neutronen (23 minus 11) enthält. Wenn das Natriumatom neutral ist, enthält es auch 11 Elektronen. Isotope: Manche Elemente bestehen in ihrem natürlichen Vorkom- men aus lauter gleichartigen Atomen, wie von Dalton vor- hergesagt, z. B. Natrium. Alle natürlich vorkommenden Natriumatome besitzen immer 11 Protonen und 12 Neu- tronen. Solche Elemente nennt man Reinelemente. In vielen anderen Elementen finden sich aber verschiedene „Varianten“ einer Atomart, z. B. bei Kohlenstoff, Wasserstoff oder Sauerstoff und vielen anderen mehr. Man nennt diese Elemente Mischelemente. Ihre Atome enthalten zwar die gleiche Anzahl an Protonen, aber eine verschiedene Anzahl an Neutronen. Diese Varianten von Atomen nennt man Isotope . Der Name soll darauf hinweisen, dass diese Iso- tope auf demselben Platz im Periodensystem stehen (iso = griech. gleich, tópos = griech. Platz). Das ist einleuchtend, denn sie haben die gleiche Protonenzahl und gehören da- her zum gleichen Element. Isotope sind also Nuklide eines Elements. Z Abb. 2.17: Darstellung eines Natrium- Nuklids mit Angabe von Z und A A Abb. 2.18: Isotope des Wasserstoffs. Wasserstoff kommt in der Natur in 3 verschiedenen Varianten vor. Im Internet kann man sich heutzutage sehr leicht sämtliche Isotopenlisten für alle chemischen Elemente ansehen. Ein Beispiel für eine Isotopenliste gibt Tab. 2.2. Wem das mit den Varianten schwer fällt: Wenn man Atome vergleicht mit Äpfeln, so wären die Iso- tope Sorten der Äpfel. Also z. B. Gold Delicious, Granny Smith, Gloster usw. sind verschiedene Sorten, aber immer noch Äpfel. 40 Ca und 44 Ca sind verschiedene Sorten (Iso- tope), aber immer noch Calcium. Isotope haben die gleichen chemischen Eigenschaften. Sie unterscheiden sich in ihren physikalischen Eigenschaften, zB der Masse, und manche von ihnen sind auch radioaktiv und neigen dazu zu zer- fallen. Tab. 2.2: Natürliche Isotopenliste für das Element Calcium Isotop Zahl der p+ Zahl der n Häufigkeit in % 40 Ca 20 20 96,941 42 Ca 20 22 0,647 43 Ca 20 23 0,135 44 Ca 20 24 2,086 46 Ca 20 26 0,004 48 Ca 20 28 0,187 Ionen: Wenn Atome Elektronen aufnehmen oder abgeben, ent- stehen Ionen. Diese tragen eine oder mehrere positive oder negative Ladung(en). Beim Anschreiben eines Ions wird die Ladung rechts über dem Elementsymbol angeschrieben. Wichtig bei Ionen: Der Kern bleibt unverändert!!! Wenn z. B. ein Chloratom ein Elektron zusätzlich aufnimmt, dann wird es zu einem Chlorid-Ion, das rechts oben die Ladungszahl 1– oder nur – trägt. Cl + e – Cl – Mehr zu Ladungen und Ionen in Kapitel 5.3. Zusammenfassung Wenn man die Protonenzahl verändert, bekommt man ein neues Element. Wenn man die Neutronenzahl verändert, bekommt man ein Isotop desselben Elements. Wenn man die Elektronenanzahl verändert, bekommt man ein Ion desselben Elements. Ein Nuklid ist ein beliebiges einzelnes Atom, von dem man Z und A kennt. Z Nur zu Prüfzwecken – Eigentum de V rlags öbv