Chemie begreifen, Schulbuch

Für besonders Interessierte B5 40 Lösungsanleitung: Das Periodensystem der Elemente (PSE) steht als Informationsquelle zur Verfügung. Die Pfeile im Schema zeigen, wie die verschiedenen Beschreibungsmöglichkeiten zusammenhängen. Name des Atoms Atomsymbol PSE-Nr. = Zahl der e – = Zahl der p + Massenzahl = Zahl der p + und n Zahl der n = Massenzahl minus Zahl der p + 1. Das -Atom mit der Massenzahl 2. Abkürzung für das Atom Atomsymbol PSE Nr. n + p + e – Schematische Zeichnung für das Atom Die Messergebnisse können vielfältig verwertet werden: • Das Verhältnis von 16 O : 18 O im Schnee ist temperaturabhängig. Aus Gletscherbohrungen lässt sich die Klimaentwicklung mehr als 100 000 Jahre zurückverfolgen, weil Wasser mit 16 O-Atomen leichter verdunstet. • Das Verhältnis von 12 C : 13 C gibt Auskunft darüber, ob kohlenstoffhältiges Material (zB Kalk- stein) durch Fotosynthese entstanden ist oder nicht, weil Pflanzen 12 C-Atome bevorzugen. • Radioaktive Isotope wirken als Atome, die gleichsam »Funksignale« zu ihrer Ortung aus- senden, sodass sich ihr Weg im Organismus oder bei chemischen Reaktionen verfolgen lässt. • Da der radioaktive Zerfall zur Anhäufung oder Abnahme bestimmter Isotope führt, kann aus dem Isotopenverhältnis das Alter von organischem Material ( 14 C-Methode) oder von Mineralien ermittelt werden. • Je nach Herkunftsort variiert die Isotopenzusammensetzung leicht. Vergleichsanalysen zeigen, woher das Kupfer einer Münze, ein Gesteinsbrocken oder ein Meteorit stammt. + + + + + + + + +++++++ + + + + +++++ + + + + + + + + + + + + +++ Probe Massen- spektrometer Gitter zur Beschleunigung Hochvakuum Ionisie- rungs- kammer elektr. Feld für die Trennung nach Masse und Ladung Ionennach- weis und Registrie- rung Die Isotopenzusammensetzung lässt sich heutzutage innerhalb kürzester Zeit mithilfe eines Massenspektrometers ermitteln. Bei der Untersuchung einer Probe werden die Stoffteilchen durch Energiezufuhr in Bruch- stücke zerlegt, die elektrisch geladen sind. Diese Bruchstücke werden durch elektrische oder magnetische Felder beschleunigt und abgelenkt. Die Auftrennung erfolgt, weil die Bruchstücke unterschiedliche Massen und Ladungen aufweisen. Zehnerpotenz des Durchmessers ungefähre Ladung Masse in g Masse in u Atom Kern Hülle MZ . u PSE Nr . u / 2000 MZ . u 10 –10 m 10 –15 m PSE Nr. . 10 –19 C – PSE Nr. . 10 –19 C 0 10 –10 m MZ . 1,67 . 10 –24 g MZ . 1,67 . 10 –24 g PSE Nr. . 10 –27 g Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv