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Begriffe

• Natürliche HäufigkeitDie Häufigkeit eines bestimmten Isotops, die auf der Erde natürlich vorkommt.
• Durchschnittliche AtommasseDie Masse, die durch Summierung der Massen der Isotope eines Elements berechnet wird, jedes multipliziert mit seiner natürlichen Häufigkeit auf der Erde.
• MassenzahlDie Gesamtzahl der Protonen und Neutronen in einem Atomkern.

Die Ordnungszahl eines Elements definiert die Identität des Elements und gibt die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms an. Zum Beispiel wird das Element Wasserstoff (das leichteste Element) immer ein Proton in seinem Kern haben. Das Element Helium hat immer zwei Protonen in seinem Kern.

Isotope

Atome desselben Elements können jedoch eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in ihrem Kern haben. So gibt es zum Beispiel stabile Heliumatome, die entweder ein oder zwei Neutronen enthalten, aber beide Atome haben zwei Protonen. Diese verschiedenen Arten von Heliumatomen haben unterschiedliche Massen (3 oder 4 atomare Masseneinheiten) und werden als Isotope bezeichnet. Für jedes gegebene Isotop wird die Summe der Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern als Massenzahl bezeichnet. Das liegt daran, dass jedes Proton und jedes Neutron eine atomare Masseneinheit (amu) wiegt. Indem man die Anzahl der Protonen und Neutronen zusammenzählt und mit 1 amu multipliziert, kann man die Masse des Atoms berechnen. Alle Elemente existieren als eine Sammlung von Isotopen. Das Wort „Isotop“ kommt vom griechischen „isos“ (bedeutet „gleich“) und „topes“ (bedeutet „Ort“), weil die Elemente den gleichen Platz im Periodensystem einnehmen können, während sie sich im subatomaren Aufbau unterscheiden.

Berechnung der durchschnittlichen Atommasse

Die durchschnittliche Atommasse eines Elements ist die Summe der Massen seiner Isotope, jedes multipliziert mit seiner natürlichen Häufigkeit (die Dezimalzahl, die mit dem Prozentsatz der Atome dieses Elements, die von einem bestimmten Isotop sind, verbunden ist).

Die durchschnittliche Atommasse = f1M1 + f2M2 + … + fnMn, wobei f der Bruchteil ist, der die natürliche Häufigkeit des Isotops darstellt, und M die Massenzahl (Gewicht) des Isotops ist.

Die durchschnittliche Atommasse eines Elements kann im Periodensystem gefunden werden, normalerweise unter dem Elementsymbol. Wenn Daten über die natürliche Häufigkeit der verschiedenen Isotope eines Elements verfügbar sind, ist es einfach, die durchschnittliche Atommasse zu berechnen.

• Für Helium gibt es ungefähr ein Isotop von Helium-3 für jede Million Isotope von Helium-4; daher ist die durchschnittliche Atommasse sehr nahe bei 4 amu (4.002602 amu).
• Chlor besteht aus zwei Hauptisotopen, einem mit 18 Neutronen (75,77 Prozent der natürlichen Chloratome) und einem mit 20 Neutronen (24,23 Prozent der natürlichen Chloratome). Die Ordnungszahl von Chlor ist 17 (es hat 17 Protonen in seinem Kern).

Um die durchschnittliche Masse zu berechnen, wandeln Sie zunächst die Prozentzahlen in Brüche um (teilen Sie sie durch 100). Dann berechnen Sie die Massenzahlen. Das Chlorisotop mit 18 Neutronen hat eine Häufigkeit von 0,7577 und eine Massenzahl von 35 amu. Um die durchschnittliche Atommasse zu berechnen, multiplizieren Sie den Bruchteil mit der Massenzahl für jedes Isotop und addieren sie dann.

Durchschnittliche Atommasse von Chlor = (0,7577 \cdot 35 amu) + (0,2423 \cdot 37 amu) = 35,48 amu

Ein weiteres Beispiel ist die Berechnung der Atommasse von Bor (B), das zwei Isotope hat: B-10 mit einer natürlichen Häufigkeit von 19,9 % und B-11 mit einer Häufigkeit von 80,1 %. Daher,

Die durchschnittliche Atommasse von Bor = (0,199
\cdot

10 amu) + (0,801
\cdot

11 amu) = 10,80 amu

Wenn wir Massenberechnungen mit Elementen oder Verbindungen (Kombinationen von Elementen) durchführen, verwenden wir immer durchschnittliche Atommassen.

http://en.wikipedia.org/wiki/Average_atomic_mass
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