108 Strahlung und Energie aus Atomkernen 58 Stabile und instabile Atomkerne Wiederhole, was du in der 2. Klasse (Kapitel 26 bis 28) sowie in der 3. Klasse (Kapitel 40 bis 42) über die Atome gelernt hast! Im Atomkern befinden sich elektrisch positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen. Beide haben fast die gleiche Masse und werden durch sogenannte starke Kernkräfte zusammengehalten. Die Art eines Elements wird durch die Anzahl der positiv geladenen Protonen im Atomkern bestimmt. Sie heißt Kernladungszahl Z oder auch Ordnungszahl, weil nach ihr die Elemente im Periodensystem angeordnet sind (siehe Seite 128). Die Kernladungszahl Z ergibt zusammen mit der Zahl der Neutronen N die Massenzahl oder Nukleonenzahl A. A = Z + N In der Atomhülle befinden sich die negativ geladenen Elektronen. Sie bestimmen die chemischen Eigenschaften der Atome. Beim elektrisch neutralen Atom ist die Anzahl der Elektronen gleich der Protonenzahl. Das Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron. Es gibt aber auch H-Atome, die im Kern noch zusätzlich ein oder zwei Neutronen besitzen. Diese Atome haben dann die Massenzahl 2 bzw. 3. Die verschiedenen Neutronenzahlen ändern die chemischen Eigenschaften des Atoms nicht. Alle drei Wasserstoffatome stehen im Periodensystem am selben Platz, da sie die Protonenzahl 1 haben. Man nennt sie Isotope1 (isotop, Abb. 58.1). Von den meisten Elementen gibt es Isotope. Vom Kohlenstoff kennt man acht Isotope, vom Uran 14 Isotope mit 135 bis 148 Neutronen (Tab. 58.2). Häufig schreibt man in der Atomphysik zur genaueren Kennzeichnung die Massenzahl und die Protonenzahl (Ordnungszahl) zum Elementzeichen dazu. 16O bedeutet ein Sauerstoffatom mit der Massenzahl 16 und 8 Protonen. Daher hat es 16 – 8 = 8 Neutronen. Manchmal wird nur die Massenzahl neben das Elementzeichen geschrieben. Die Protonenzahl kann man aus dem Periodensystem entnehmen. U-235 bedeutet daher: Dieses Uranatom besitzt aufgrund seiner Ordnungszahl 92 Protonen und 235 – 92 = 143 Neutronen. Es gibt stabile und instabile Isotope. Die instabilen wandeln sich ohne äußere Einflüsse in andere Elemente um und senden dabei Strahlung aus, sie sind radioaktiv. Weißt du was „schweres Wasser“ ist? 58.1 Gib die Elemente H-2, C-13, O-18, U-235 in der ausführlichen Schreibweise an. 1 isos (griech.) … gleich, topos (griech.) … Platz Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 58.1 Isotope des Wasserstoffs Proton Neutron Elektronenhülle Wasserstoff H 1 1 Deuterium H 2 1 Tritium H 3 1 Element Ordnungszahl (relative) Massenzahl relative Häufigkeit in % H 1 1 2 3 99,98 0,02 fast 0 C 6 12 13 14 98,89 1,11 fast 0 U 92 234 235 238 0,01 0,72 99,27 58.2 Wichtige Isotope einiger Elemente und die relative Häufigkeit ihres Auftretens 8 Massenzahl = Protonenzahl + Neutronenzahl A = Z + N Isotope sind Elemente mit gleicher Protonenzahl, aber verschiedener Neutronenzahl. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum d s Verlags öbv
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