Warum sind die relativen Massen keine ganze Zahlen?

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4 Antworten

Es gibt zwei Gründe:

  1. Die meisten Elemente besitzen unterschiedliche Isotope, aus deren Massen und relativen Häufigkeiten sich die durchschnittliche Massenzahl ergibt.

  2. Die Definition der atomaren Masseneinheit ist auf ¹²C zugeschnitten. Aufgrund unterschiedlicher Bindungsenergien pro Nukleon weicht die Massenzahl von leichteren Elementen, allen voran Wasserstoff, leicht nach oben und die von schwereren, besonders Eisen, leicht nach unten ab.
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Das hat insgesamt drei Gründe. Die ersten beiden treffen auf alle Kerne zu, der dritte immer­hin noch auf die meisten

  1. Protonen und Neutronen sind nicht genau gleich schwer, und jedes der bei­den ist schwerer als eine Massen­einheit (Proton 1.0073 u, Neutron 1.0087 u)
  2. Ein Kern ist um ca. 1% leichter als die Summe der Massen seiner Protonen und Neutronen, wegen der Bindungs­energie (Massen­defekt). Diese beiden Effekte bewirken, daß die Masse eines Kernes nicht genau ganz­zahlig ist, sondern knapp an einer ganzen Zahl liegt, z.B. ¹⁹F hat eine Masse von 18.998 u.
  3. Die meisten chemischen Elemente kommen als Isotopen­gemische vor, von denen der Durch­schnitt zu bilden ist. Wenn ein Isotop dominiert, dann ist die Masse immer noch näherungs­weise ganz­zahlig (z.B. H,C,N,O); gibt es meh­re­re Iso­tope in un­gefähr gleich großen Mengen, dann wird die Masse immer krummer, z.B. Chlor.
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Das sind Mittelwerte aus unterschiedlichen Isotopen-Massen (Isotope haben gleiche Protonenzahl, aber unterschiedliche Neutronenzahlen). Da manche Isotope häufiger als andere auftreten, ergeben sich solche krummen Zahlen.

Das gilt auch für Wasserstoff. Das am häufigsten auftretende Isotop hat kein Neutron. In manchen Periodensystemen ist die Masse von H auch mit 1,008 angegeben.

LG

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Hallo!

Die in den meisten PSEs angegebenen Massenzahlen sind Durschnittswerte! Da ein Atom mit unterschiedlichen Neutronenzahlen in der Natur vorkommen kann (Isotope). Um dein Bespiel Wasserstoff aufzugreifen, da gibt es Wasserstoff mit einem Proton (am häufigsten, ca. 99.9%), Deuterium mit einem Neutron dazu (ca. 0.1%) und Tritium mit einem weiterem Neutron (0.-vieleNullen-1%), 1,2 und 3 werden mit ihren relativen Häufigkeiten verrechnet und gemittelt. Deshalb ergeben sich so komische "krumme" Zahlen. Bei den künstlichen Elementen (ab Pu) nimmt man einfach das stabilste Isotop, weil da lassen sich ja keine natürlichen Häufigkeiten ermitteln!


Das ist auch der Grund, wieso sich die Massezahlen von PSE zu PSE unterscheiden können, zumindest ab der 3. Kommastelle! Es gibt einfach unterschiedliche Methoden soetwas zu bestimmen (und Messunsicherheiten)

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