Atomgewicht, auch relative Atommasse genannt, Verhältnis der durchschnittlichen Masse der Atome eines chemischen Elements zu einem Standard. Seit 1961 ist die Standardeinheit der Atommasse ein Zwölftel der Masse eines Atoms des Isotops Kohlenstoff-12. Ein Isotop ist eine von zwei oder mehr Arten von Atomen desselben chemischen Elements, die unterschiedliche atomare Massenzahlen (Protonen + Neutronen) haben. Das Atomgewicht von Helium beträgt 4,002602, ein Durchschnittswert, der das typische Verhältnis der natürlichen Häufigkeiten seiner Isotope widerspiegelt. Das Atomgewicht wird in atomaren Masseneinheiten (amu) gemessen, auch Dalton genannt. Eine Liste der chemischen Elemente und ihrer Atomgewichte finden Sie weiter unten.
Das Konzept des Atomgewichts ist für die Chemie von grundlegender Bedeutung, da die meisten chemischen Reaktionen in Übereinstimmung mit einfachen numerischen Beziehungen zwischen den Atomen ablaufen. Da es fast immer unmöglich ist, die beteiligten Atome direkt zu zählen, messen Chemiker Reaktanten und Produkte durch Wägen und kommen durch Berechnungen mit Atomgewichten zu ihren Schlussfolgerungen. Das Bestreben, die Atomgewichte der Elemente zu bestimmen, beschäftigte die größten Chemiker des 19. und frühen 20. Jahrhunderts. Ihre sorgfältige experimentelle Arbeit wurde zum Schlüssel der chemischen Wissenschaft und Technologie.
Verlässliche Werte für Atomgewichte dienen auf ganz andere Weise einem wichtigen Zweck, wenn chemische Waren auf der Basis des Gehalts eines oder mehrerer bestimmter Bestandteile gekauft und verkauft werden. Beispiele dafür sind die Erze von teuren Metallen wie Chrom oder Tantal und die Industriechemikalie Soda. Der Gehalt des spezifizierten Bestandteils muss durch quantitative Analyse bestimmt werden. Der rechnerische Wert des Materials hängt von den verwendeten Atomgewichten ab.
Der ursprüngliche Standard des Atomgewichts, der im 19. Jahrhundert festgelegt wurde, war Wasserstoff mit einem Wert von 1. Von etwa 1900 bis 1961 wurde Sauerstoff als Referenzstandard mit einem Wert von 16 verwendet. Die Einheit der Atommasse wurde damit als 1/16 der Masse eines Sauerstoffatoms definiert. Im Jahr 1929 wurde entdeckt, dass natürlicher Sauerstoff geringe Mengen von zwei Isotopen enthält, die etwas schwerer sind als das häufigste und dass die Zahl 16 einen gewichteten Durchschnitt der drei Isotopenformen des Sauerstoffs darstellt, wie sie in der Natur vorkommen. Diese Situation wurde aus mehreren Gründen als unerwünscht angesehen, und da es möglich ist, die relativen Massen der Atome der einzelnen Isotopenspezies zu bestimmen, wurde bald eine zweite Skala mit 16 als Wert des Hauptisotops des Sauerstoffs anstelle des Wertes der natürlichen Mischung eingeführt. Diese zweite Skala, die von Physikern bevorzugt wurde, wurde als physikalische Skala bekannt, während die frühere Skala weiterhin als chemische Skala verwendet wurde, die von Chemikern bevorzugt wurde, die im Allgemeinen eher mit den natürlichen Isotopenmischungen als mit den reinen Isotopen arbeiteten.
Obwohl sich die beiden Skalen nur geringfügig unterschieden, konnte das Verhältnis zwischen ihnen nicht exakt festgelegt werden, da die Isotopenzusammensetzung des natürlichen Sauerstoffs aus verschiedenen Quellen leicht variierte. Außerdem wurde es als unerwünscht angesehen, zwei verschiedene, aber eng verwandte Skalen zu haben, die sich mit denselben Größen beschäftigen. Aus diesen beiden Gründen legten Chemiker und Physiker 1961 eine neue Skala fest. Diese Skala, die auf Kohlenstoff-12 basierte, erforderte nur minimale Änderungen der Werte, die für chemische Atomgewichte verwendet worden waren.
Da Proben von Elementen, die in der Natur vorkommen, Mischungen von Isotopen mit unterschiedlichen Atomgewichten enthalten, begann die International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Atomgewichte mit Unsicherheiten zu veröffentlichen. Das erste Element, das eine Unsicherheit in seinem Atomgewicht erhielt, war Schwefel im Jahr 1951. Bis 2007 hatten 18 Elemente zugehörige Unsicherheiten, und 2009 begann die IUPAC mit der Veröffentlichung von Bereichen für das Atomgewicht einiger Elemente. Zum Beispiel wird das Atomgewicht von Kohlenstoff mit .
Die Tabelle enthält eine Liste der chemischen Elemente und ihrer Atomgewichte.
Element | Symbol | Atomzahl | Atomisches Gewicht |
---|---|---|---|
Elemente mit einem in eckigen Klammern angegebenen Atomgewicht haben ein Atomgewicht, das als Bereich angegeben ist. Elemente mit einem Atomgewicht in Klammern geben das Gewicht des Isotops mit der längsten Halbwertszeit an. | |||
Quellen: Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, „Atomic Weights of the Elements 2015“; und National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory, NuDat 2.6. | |||
Wasserstoff | H | 1 | |
Helium | He | 2 | 4.002602 |
Lithium | Li | 3 | |
Beryllium | Be | 4 | 9.0121831 |
Bor | B | 5 | |
Kohlenstoff | C | 6 | |
Stickstoff | N | 7 | |
Sauerstoff | O | 8 | |
Fluor | F | 9 | 18.998403163 |
Neon | Ne | 10 | 20.1797 |
Natrium | Na | 11 | 22.98976928 |
Magnesium | Mg | 12 | |
Aluminium (Aluminium) | Al | 13 | 26.9815385 |
Silizium | Si | 14 | |
Fosphor | P | 15 | 30.973761998 |
Schwefel (Schwefel) | S | 16 | |
Chlor | Cl | 17 | |
argon | Ar | 18 | 39.948 |
Kalium | K | 19 | 39.0983 |
Kalzium | Ca | 20 | 40.078 |
Scandium | Sc | 21 | 44.955908 |
Titan | Ti | 22 | 47.867 |
Vanadium | V | 23 | 50.9415 |
Chrom | Cr | 24 | 51.9961 |
Mangan | Mn | 25 | 54.938044 |
Eisen | Fe | 26 | 55.845 |
Kobalt | Co | 27 | 58.933194 |
Nickel | Ni | 28 | 58.6934 |
Kupfer | Cu | 29 | 63.546 |
Zink | Zn | 30 | 65.38 |
Gallium | Ga | 31 | 69.723 |
Germanium | Ge | 32 | 72.630 |
Arsen | As | 33 | 74.921595 |
Selen | Se | 34 | 78.971 |
Brom | Br | 35 | |
Krypton | Kr | 36 | 83.798 |
Rubidium | Rb | 37 | 85.4678 |
Strontium | Sr | 38 | 87.62 |
Yttrium | Y | 39 | 88.90594 |
Zirkonium | Zr | 40 | 91.224 |
Niobium | Nb | 41 | 92.90637 |
Molybdän | Mo | 42 | 95.95 |
Technetium | Tc | 43 | (97) |
Ruthenium | Ru | 44 | 101.07 |
Rhodium | Rh | 45 | 102.90550 |
Palladium | Pd | 46 | 106.42 |
Silber | Ag | 47 | 107.8682 |
Cadmium | Cd | 48 | 112.414 |
Indium | In | 49 | 114.818 |
tin | Sn | 50 | 118.710 |
Antimon | Sb | 51 | 121.760 |
Tellurium | Te | 52 | 127.60 |
Jod | I | 53 | 126.90447 |
Xenon | Xe | 54 | 131.293 |
Cäsium (Cäsium) | Cs | 55 | 132.90545196 |
Barium | Ba | 56 | 137.327 |
Lanthan | La | 57 | 138.90547 | Cerium | Ce | 58 | 140.116 |
Praseodym | Pr | 59 | 140.90766 |
Neodym | Nd | 60 | 144.242 |
Promethium | Pm | 61 | (145) |
Samarium | Sm | 62 | 150.36 |
Europium | Eu | 63 | 151.964 |
Gadolinium | Gd | 64 | 157.25 |
Terbium | Tb | 65 | 158.92535 |
Dysprosium | Dy | 66 | 162.500 |
Holmium | Ho | 67 | 164.93033 |
Erbium | Er | 68 | 167.259 |
Thulium | Tm | 69 | 168.93422 |
Ytterbium | Yb | 70 | 173.045 |
Lutetium | Lu | 71 | 174.9668 |
Hafnium | Hf | 72 | 178.49 |
Tantal | Ta | 73 | 180.94788 |
Wolfram (Wolfram) | W | 74 | 183.84 |
Rhenium | Re | 75 | 186.207 |
osmium | Os | 76 | 190.23 |
Iridium | Ir | 77 | 192.217 |
Platin | Pt | 78 | 195.084 |
Gold | Au | 79 | 196.966569 |
Quecksilber | Hg | 80 | 200.592 |
Thallium | Tl | 81 | |
Blei | Pb | 82 | 207.2 |
Bismut | Bi | 83 | 208.98040 |
Polonium | Po | 84 | (209) |
Astratin | At | 85 | (210) |
Radon | Rn | 86 | (222) |
Francium | Fr | 87 | (223) |
Radium | Ra | 88 | (226) |
Actinium | Ac | 89 | (227) |
Thorium | Th | 90 | 232.0377 |
Protactinium | Pa | 91 | 231.03588 | Uran | U | 92 | 238.02891 |
Neptunium | Np | 93 | (237) |
Plutonium | Pu | 94 | (244) |
Americium | Am | 95 | (243) |
Curium | Cm | 96 | (247) |
Bkelium | Bk | 97 | (247) |
californium | Cf | 98 | (251) |
einsteinium | Es | 99 | (252) |
Fermium | Fm | 100 | (257) | Mendelevium | Md | 101 | (258) |
Nobelium | Nein | 102 | (259) |
Lawrencium | Lr | 103 | (262) |
Rutherfordium | Rf | 104 | (263) |
Dubnium | Db | 105 | (268) |
Seaborgium | Sg | 106 | (271) |
Bohrium | Bh | 107 | (270) |
Hassium | Hs | 108 | (270) |
Meitnerium | Mt | 109 | (278) |
Darmstadtium | Ds | 110 | (281) |
Roentgenium | Rg | 111 | (281) |
Kopernicium | Cn | 112 | (285) |
Ununtrium | Uut | 113 | (286) |
Flerovium | Fl | 114 | (289) |
ununpentium | Uup | 115 | (289) |
livermorium | Lv | 116 | (293) |
ununseptium | Uus | 117 | (294) |
ununoctium | Uuo | 118 | (294) |