Können Isotope natürlich entstehen?
Ein Isotop von einem Element besitzt ja die gleiche Protonen- und Elektronenzahl und dadurch die selben Eigenschaften. Es hat nur mehr Masse, weil es mehr Neutronen besitzt.
Aber wie geht das? Nur durch künstliche Vorhergehensweisen im Labor? Und wann und wie sind dann einige Isotope radioaktiv? Muss dafür auch das „Ausgangselement“ radioaktiv sein?
Viele Fragen.. Danke für eure Hilfe und Antworten!
Hmm meinst du, es hat irgendwann mal ein Labor 25 % aller existierenden Cl-35 zu Cl-37 aufgerüstet?
Ich meine nichts und mein Unterricht ist mehr als ein halbes Jahr her. Habe gerade alte Tests gefunden und festgestellt, dass ich erschreckenderweise fast alles vergessen habe haha
8 Antworten
Kernphysik und Radioaktivität sind eine recht komplizierte Sache. Sehr vereinfacht gesagt gibt es das Tröpfchenmodell und das Schalenmodell, in denen der Atomkern wie eine Flüssigkeit bzw. ähnlich der Elektronenhülle mit Energieniveaus behandelt wird.
Durch die Forschungen des Manhattan-Projekts wurden recht viele neue Elemente, indem man Uran mit Neutronen beschoss. Dabei besteht die Chance, dass ein Neutron über Betazerfall zum Proton wird. Bis zum Fermium kam man so. Dahinter dominieren andere Zerfallsmechanismen, sodass man Teilchenbeschleuniger benötigt
Über dieses Schalen- und Tröpfchenmodell kann man viel erklären. Es gibt angeregte "Kernisomere" und Schalensprünge, Spontanspaltungen kann man mit Tropfenteilung vergleichen.
Eine weitere interessante Sache sind stabile "magische Zahlen" und "Inseln der Stabilität" aus vollen Nukleonenschalen. Ungerade Nukleonenzahlen hingegen sind weniger stabil, aufgrund der "Spinpaarung". Auch aus "Spiegelisomeren" (NZ und PZ vertauscht) lassen sich Unterschiede zwischen Neutron und Proton finden.
Kurz gesagt: schwerere Isotope werden in Sternen erbrütet, entstehen in Neutronensternen oder durch Radioaktiven Zerfall. In manchen Uranerz-Lagerstätten können sich über Jahrmillionen laufende natürliche Kernreaktoren bilden.
Jedenfalls existiert bis heute meiner Kenntnis nach kein schlagkräftiges Modell, dass die Eigenschaften unbekannter, superschwerer Kerne ab Element 114 präzise vorhersagen könnte.
Na, es müssen ja Isotope natürlich entstehen... es ist ja doch eher illusorisch, dass jemand 25 % aller Chloratome oder 1 % aller Kohlenstoffatome durch Labore geschleust hat...
Es hat nur mehr Masse, weil es mehr Neutronen besitzt.
Vorsicht: Es können auch weniger Neutronen und eine geringere Atommasse sein! Bekannte Beispiele sind He-3 und U-235.
Aber wie geht das?
Die ersten Atomkerne sind in der Phase des Urknalls entstanden. Kurz gesagt, es haben sich Neutronen und Protonen gebildet und die haben sich dann irgendwie zusammen gerauft. Ein guter Teil davon ist direkt wieder auseinander geflogen, aber eben nicht alle. Dadurch hattest du dann eben einen Haufen einzelner Protonen (Wasserstoff-Kerne) und einige Protonen, die mit Neutronen verbunden waren (Deuterium-Kerne, Tritium-Kerne, Heliumkerne).
Und alle größeren Elemente sind daraus entstanden. Wenn du von vornherein in deinen Atomkernen nicht immer dieselbe Anzahl an Neutronen hast, hast du eben auch bei allen Atomkernen, zu denen deine Ausgangskerne fusionieren, ebenfalls nicht immer dieselbe Anzahl an Neutronen.
Und klar, dadurch dass große Kerne zerfallen, kommen auch danach noch neue Isotope zustande - von denen manche ihrerseits weiter zerfallen, während andere eben stabil sind.
Ja, Isotope können natürlich entstehen. Ein Element kann mehrere Isotope haben, die alle unterschiedliche Anzahlen von Neutronen haben. Das bedeutet, dass sie unterschiedliche Massen haben, aber die gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen.
Isotope entstehen in der Natur durch verschiedene Prozesse. Einige entstehen zum Beispiel durch kosmische Strahlung, andere durch radioaktiven Zerfall von anderen Isotopen.
Und ja, einige Isotope sind radioaktiv. Sie sind instabil und zerfallen im Laufe der Zeit, indem sie Teilchen aussenden. Das Ausgangselement muss nicht radioaktiv sein, damit das Isotop radioaktiv ist. Ein gutes Beispiel dafür ist Kohlenstoff-14, ein radioaktives Isotop des normalerweise stabilen Kohlenstoffs.
Hoffe, das hilft dir weiter!
Isotope sind ALLE Varianten eines Elements, auch die stabilen, auch das einzig stabile und auch das häufigste.
Also besitzen Isotope nicht mehr oder weniger Masse, sondern mehr oder weniger Masse als andere Isotope.
Die Frage "Können Isotope natürlich entstehen" ist als gleichbedeutend mit der Frage "Können Atomkerne natürlich entstehen". Die Antwort ist offensichtlich JA.
JEDER Atomkern ist ein Isotop. Auch die, die am häufigsten sind. Insofern sind bis vor 100 Jahren absolut 100% der Atomkerne des Universums Isotope und natürlich entstanden. Die paar künstlich erzeugten Isotope durch Kernspaltung und Kernfusion spielen überhaupt keine Rolle. Es sind praktisch immer noch 100% aller Isotope im Universum natürlichen Ursprungs. Bis auf etliche Dutzend Nachkommastellen.
Und ja, natürlich entstehen Isotope völlig natürlich. Wie seit Anbeginn der Zeit: Fusion, Fission, Kollision, …