Warum ist Kalium leichter als Argon, obwohl es im Periodensystem eine Ordnungszahl weiter ist?
Kalium ist im Periodensystem eine Ordnungszahl weiter als Argon. Normalerweise werden die Elemente mit höherer Ordnungszahl schwerer, da die Ordnungszahl die Anzahl der Protonen im Kern und auch der Elektronen in der Hülle (sofern es kein Ion ist) angibt. Da Kalium ein Elektron und ein Proton mehr hat, müsste es aber schwerer sein als Argon.
Weiß jemand wieso Kalium leichter ist?
Danke!!!
8 Antworten
Kalium hat die relative Atommasse: 39,098 und Argon 39,948. Du hast also Recht. Ar ist schwerer als K obwohl es eine niedrigere OZ hat. Der unterschied ist aber minimal. Das liegt am sogenannten Massendefekt. Die Grundlage dafür liegt in der wohl berühmtesten Formel überhaupt: E = Δmc2. Ausserdem kommt hinzu, dass Argon ein Edelgas ist, also die Valenzschale vollständig gefüllt hat. Dadurch, nimmt der Atomradius ab. Alles konzentriert sich auf weniger Raum. Kalium besetzt ein Orbital mehr als Argon. Dies fällt auch ins Gewicht.
Kalium hat mehr Hadronen und ist leichter? Das glaube ich nicht. Ist es vielleicht weniger dicht?
Schitte, Du hast ja recht!
Argon ist bedeutend kleiner (Atomradius). Das heisst, dass es mehr Bindungsenergie besitzt. Mehr Energie = mehr Masse.
Ich habe hier gerade Stuss geschrieben. Siehe zweite Antwort von Plumps und http://www.chemieonline.de/forum/showthread.php?t=91749
Der Grund ist halt einfach, dass Kalium zwar ein Proton mehr hat, aber zwei Neutronen weniger.
Die Elektronen spielen fuer die Atommasse ja keine Rolle (me = mp/1000).
Die Antwort ist einfach: Der Atomkern enthält nicht nur Protonen, sondern auch Neutronen. Neutronen sind noch zusätzlich schwerer als Protonen, obwohl die Masse sehr ähnlich ist. die gesamte Kernmasse ist die Summe aller Nukleonenmassen, also Protonen+Neutronen.
Die Anzahl Elektronen sind aber NUR durch die Anzahl Protonen definiert, da die Summe der elektrischen Ladung eines Atoms null sein muss sonst wäre die gesamte Ladung so gross dass sich schon wenige atome sehr stark abstossen würden.
Ein Blick ins Periodensystem zeigt: Argon hat einen Kern mit 18 Protonen und 22 Neutronen Kalium hat einen Kern mit 19 Protonen aber nur 20 Neutronen.
Der Massendefekt oder andere exotische quantenmechanische Effekte müssen also nicht herhalten für die Unterschiede der Kernmassen:
Argon hat simpel einfach zwei Neutronen mehr welche nur die Kernmasse vergrössern aber nicht mehr Elektronen hinzufügen.
Im direkten Vergleich folgt dass Kalium mit einem Proton mehr leichter ist, weil der Kern eben zwei Neutronen weniger hat.
Die stabilen und instabilen Isotope hängen von komplexen Kernwechselwirkungen ab die nicht intuitiv verstanden werden können. Die zwei Beispiele gelten für stabile Isotope. ein Kaliumatom mit 22Neutronen ist chemisch theoretisch stabil aber kernphysikalisch vermutlich höchst instabil und zerfällt in kurzer Zeit, deshalb kommt es in der Natur nicht vor.
alles klar?
Die letzte Vermutung ist falsch.
Kaliumatome mit 22 Neutronen kommen in der Natur vor und sind stabil. Allerdings kommen sie seltener als vor als die besagten Kaliumatome mit 20 Protonen. In der Natur kommen in kleiner Menga auch Argonatom mit nur 20 oder 18 Neutronen vor.
Hey all, ich denke die Antwort liegt im Zerfall von Kalium Isotop 40 zu Argon 40... siehe Wikipedia: https://de.wikipedia.org/wiki/Argon
Argon zählt im Universum zu den häufigeren Elementen, in seiner Häufigkeit ist es vergleichbar mit Schwefel und Aluminium.[13] Es ist im Universum nach Helium und Neon das dritthäufigste Edelgas. Dabei besteht das primordiale Argon, das etwa in der Sonne oder Gasplaneten wie Jupiter gefunden wird, hauptsächlich aus den Isotopen 36Ar und 38Ar, während das dritte stabile Isotop, 40Ar, dort nur in geringer Menge vorkommt. Das Verhältnis von 36Ar zu 38Ar beträgt etwa 5,7.[14]
Auf der Erde ist Argon dagegen das häufigste Edelgas. Es macht 0,934 % des Volumens der Atmosphäre (ohne Wasserdampf) aus und ist damit nach Stickstoff und Sauerstoff der dritthäufigste Atmosphärenbestandteil.[15] Die Zusammensetzung des terrestrischen Argons unterscheidet sich erheblich von derjenigen des primordialen Argons im Weltall. Es besteht zu über 99 % aus dem Isotop 40Ar, das durch Zerfall des Kaliumisotops 40K entstanden ist. Die primordialen Isotope sind dagegen nur in geringen Mengen vorhanden.
Da das Argon durch den Kaliumzerfall in der Erdkruste entsteht, findet man es auch in Gesteinen. Beim Schmelzen von Gesteinen im Erdmantel gast das Argon, aber auch das bei anderen Zerfällen entstehende Helium aus. Es reichert sich daher vorwiegend in den Basalten der ozeanischen Erdkruste an.[16] Aus den Gesteinen wird das Argon an das Grundwasser abgegeben. Daher ist in Quellwasser, vor allem wenn es aus größerer Tiefe kommt, Argon gelöst.[17]
Bislang wurde hier gefaselt! Überlege mal, warum es Relative Atommasse heisst! Genau, wegen der Isotpen-Zusammensetzung! Argon hat 11 Isotope, deren natürliche Isotopen-Verteilung des Elementes in einer höheren relativen Atommasse resultiert, als bei dem nachfolgenden Element. Verständlich? ;-)