Stoff Elektronen Gen Forum Protonen Neutronen Dezimalzahl

Warum ist die Massenzahl eine Dezimalzahl?

Von: , Frage gestellt am Di, 16. Sep 2003

Hallo,
Wir haben von unserem Lehrer die Aufgabe gestellt bekommen, herauszufinden warum die Massenzahl eine Dezimalzahl (z.B. 16,128) sein kann. Die Massenzahl ist doch die Summe aus den Protonen und Elektronen, eigentlich kann es doch keine "halben" Protonen und Elektronen geben. Eine eventuelle Erklärung habe ich hier im Forum gefunden, jedoch habe ich sie noch nicht ganz verstanden, da eine Frage der Grundchemie (erstes Halbjahr), warum es (keine) "halbe(n)" Protonen und Neutronen gibt*, die Massenzahl aus einer Dezimalzahl bestehen kann. Dort war die Rede davon, dass viele Elemente in der Natur keine Reinelemente sind sondern aus Nukliden bestehen (C13, C14 ect) (was sind Nuklide?). Dann war noch die Erklärung, dass deshalb Massenzahlen als Dezimalzahlen gibt, da im Buch der statistische Durchschnittswert aller von dem Element vorkommenden Isotope steht.
Welche Erklärung ist nun richtig, oder beide?

*Ende des Satzes in dem die (x) nicht mitgelesen wurden.

Vielen Dank, für Eure Hilfe schon mal im Voraus.

5 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 40 Minuten 3 hilfreich

   Re: Warum ist die Massenzahl eine Dezimalzahl?

   Hallo Julian, Die Massenzahl ist doch die Summe aus den
   Protonen und Elektronen,
   genauer die Summe aus Protonen und Neutronen
   
   Also es spielen mehrere Effekte eine Rolle:
   
   1. haben das Neuton und das Proton schon keine 'gerade' Massen
   
   Das Neutron 1,0087 u und das Proton 1,0073 u
   
   Ein u ist die sog. atomare Masseneinheit und 1/12 der Masse des Kohlenstoffnuklids 12 (das aus sechs Protonen und sechs Neutonen besteht).
   Halt wirst Du jetzt rufen! eben hast Du gesagt die Neutonen und Protonen haben eine Masse größer 1 und wenn ich das Zusammenzähle komme ich auf 12,096 u. Aber hier kommt dann der nächste Effekt zum Tragen, nämlich der Massendefekt.
   Vielleicht hast Du schon mal den Begriff Kernfusion gehört. Das ist der Effekt der in der Sonne abläuft und deren Energie erzeugt. Dabei werden leichte Atome zu schwereren verschmolzen (fusioniert) und Energie wird frei.
   Da aber nach Einstein Energie und Masse äquvivalent sind (e = m*c²), hat die Abgabe von Energie bei der Kernfusion einen Verlust an Masse zur Folge. Und daher ist ein Kohlenstoff 12-Nuklid etwas leichter als die Summe von 6 Protonen und 6 Neutronen. Da die Energie/Massendifferenz aber bei verschiedenen Teilchen unterschiedlich ist, haben andere Nuklide keine völlig geraden Massen. z.B. Natrium hat 22,98977 u obwohl es aus 23 Teilchen (11 Protonen und 12 Neutronen) besteht.
   Ein weiterer Effekt, den Du auch erwähnt hast sind Nuklide mit unterschiedlicher Massenzahl. Nuklide unterscheiden sich in der Zahl der Neutronen. Die Zahl der Protonen ist gleich.
   Z.B. hat Chlor eine Masse von 35,453 u, weil es zu 75,53% aus dem Chlornuklid 35 (17 Protonen und 18 Neutonen, Masse 34,969 u) und zu 24,47 % aus dem Chlornuklid 37 (17 Protonen und 20 Neutonen, Masse 36,966 u) besteht.
   
   So, hoffentlich war das nicht zu kompliziert, wenn ja, frag einfach weiter.
   
   Gandalf
   

   • Antwort von nach einer Stunde 2 hilfreich

     Alternative (inkl. Übungsaufgabe) ;-)

     Hallo Julian,
     die Erklärung von Gandalf ist natürlich wie immer vollkommen korrekt, ich möchte nur eine Alternative auf "Realschulniveau" anbieten ;-)
     
     Wenn du ins Periodensystem schaust, kannst du ablesen, dass z.B. Bor eine Atommasse von 10,8 u besitzt. Nun kann man vereinfacht sagen, dass 1 Proton und 1 Neutron jeweils eine Atommasse von 1 u haben. Elektronen kannst du bei der Masseberechnung vergessen.
     Daher hat ein Boratom mit 5 Protonen und 5 Neutronen eine Atommasse von 10 u. Nun gibt es aber auch Boratome, die 5 Protonen und 6 Neutronen besitzen, diese haben dann eine Atommasse von (5+6 =) 11 u. In ihren chemischen Reaktionen sind diese beiden Boratome gleich, man nennt sie Isotope. Nun kommen in der Natur beide Isotope dieses Boratoms vor, also welche mit einer Atommasse von 10 u und welche mit einer Atommasse von 11 u.
     Jetzt kommt die Häufigkeit ins Spiel. Ungefähr 80 % aller Boratome haben die Masse 11 u, ungefähr 20 % haben die Masse 10 u. Aus diesen Anteilen errechnet sich die "krumme" Atommasse:
     11 x 0,8 + 10 x 0,2 = 10,8
     
     Alles klar? Dann folgt jetzt noch eine kleine...
     
     ...Übungsaufgabe:
     Lithium hat eine Atommasse von 6,9 u und ein Lithiumatom hat immer 3 Protonen. Es gibt 2 Isotope des Lithiums.
     Welche Atommasse haben die beiden Isotope und wie ist deren Häufigkeit?
     
     Viel Spaß beim Lösen!
     
     Gruß Alex
     

     • Antwort von nach 22 Stunden 0 hilfreich

       Re: Alternative (inkl. Übungsaufgabe) ;-)

       
       ...Übungsaufgabe:
       Lithium hat eine Atommasse von 6,9 u und ein Lithiumatom hat
       immer 3 Protonen. Es gibt 2 Isotope des Lithiums.
       Welche Atommasse haben die beiden Isotope und wie ist deren
       Häufigkeit?
       
       Viel Spaß beim Lösen!
       
       Gruß Alex
       Ein Isotop hat 6 als Atommasse (3 Protonen, 3 Neutronen) und eins hat 7 (3 Protonen, 4 Neutronen). Das Isotop mit 4 Neutronen kommt in 90% der Fälle vor, das mit 3 in 10%. Bitte sag ob ich dir Aufgabe richtig lösen konnte.
       
       mfg
       

       • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

         Korrekt, gratuliere! (o.w.T.)

         !
         

2. Antwort von nach 3 Stunden 0 hilfreich

   Re: Warum ist die Massenzahl eine Dezimalzahl?

   Hallo ihr beiden,
   
   Erstmal vielen vielen Dank für Eure antworten. Ich werde mir es heute Abend einmal durchlesen und mich bei eventuellen fragen rückmelden.
   
   PS: Woher weisste das ich auf eine Realschule gehe ;)? [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
   

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