Was ist der Unterschied zwischrn Massenzahl und Atommasse?

2 Antworten

Die Massenzahl (Kernladungszahl, Ordnungszahl) findest Du im Periodensystem als fortlaufende Zahl bei den Elementen.

Sie gibt die Summe aus Protonenzahl und Neutronenzahl an. Da bei vielen Elementen die Zahl der Neutronen verschieden sein kann, ist die Angabe der Massenzahl im Periodensystem eine Durchschnittszahl, also eine Zahl, die hinter dem Komma auch noch einige Stellen aufweist.

Die (absolute) Atommasse ist die tatsächliche Masse eines Atoms. Sie wird in der Einheit u angegeben.

Daneben gibt es noch die relative Atommasse. Aber nach dieser musst Du hier extra eine Frage stellen.

Die Massenzahl gehört zu einem Isotop, also einer bestimmten Kernsorte, und gibt die Summe der Protonen und Neutronen für diesen Kern an. Naturgemäß ist es immer eine ganze Zahl.

Die Atommasse sagt, wie schwer ein Kern ist, und die zugehörige Einheit ist u. Ein Pro­ton und ein Neutron wiegen je ungefähr (aber nicht genau) ein u, und die Sum­me der Pro­to­nen- und Neutronenmassen entspricht nicht genau der Masse des Kernes (we­gen des Massenfekts durch Bindungsenergie). Deshalb sind die Atom­massen für jede Kernsorte nicht ganzzahlig, liegen aber knapp an ganzen Zahlen (bei den schwersten Elementen kann die Abweichung bis ≈ 0.3 u betragen).

Die Atommasse, die die im Periodensystem findest, ist aber zusätzlich noch über die Isotope gemittelt, wobei man die durchschnittlichen Häufigkeiten der einzel­nen Iso­tope zugrundelegt. Viele Elemente, vor allem die leichteren, haben nur ein domi­nie­ren­des Isotop, daher liegt auch diese Zahl oft eng an einer ganzen Zahl; aber Ele­men­te mit mehreren häufigen Isotopen können Atommassen weitab von ganzen Zah­len haben.

Sehen wir uns das anhand eines Beispiels an, nämlich Chlor. Natürlich vorkom­men­des Chlor besteht aus zwei Isotopen (die Massenzahl gebe ich hochgestellt vor dem Elementsymbol an): ³⁵Cl und ³⁷Cl. Alle Chlorkerne haben 17 Protonen (diese Eigen­schaft definiert, was Chor ist), also haben die beiden Isotope 18 bzw. 20 Neutronen.

³⁵Cl hat eine Atommasse von 34.9689 u, und ³⁷Cl bringt 36.9659 u auf die Waage. Die kombinierte Masse von 17 Protonen und 18 bzw. 20 Neutronen be­trägt 35.2797 bzw. 37.2970 u, die Kerne sind aber wegen der Bindungs­energie um etwa 1% leichter als das.

Egal wo Du auf der Erde Chlor gewinnst (außer im Reaktor), Du wirst in guter Nähe­rung feststellen, daß 76% zum Isotop ³⁵Cl und 24% zum Isotop ³⁷Cl gehören. Daher be­trägt die durch­schnitt­liche Atom­masse des Chlors ungefähr 35.44 u, und das ist die Zahl, die Du im Perioden­system als „Atommasse“ angegeben findest. Da es klei­ne Schwan­kun­gen in der Isotopenzusammensetzung gibt, kann man die Zahl nicht ge­nau­er angeben.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik