Guten Abend, Aurelio,
Liebe/-r Experte/-in,
Guten Tag
Ich hätte 3 Aufgaben , die ich nicht weiss, wie ich sie
lösen soll:
- Kohlenstoff ist ein Mischelement. Es besteht aus den
Isotopen C-12 mit der Masse 12 u und C-13 mit der Masse
13.0034u. In Tabellen wird als Atommasse von Kohlenstoff
das gewichtete Mittel dieser beiden Massen aufgeführt, er
beträgt 12.01112u.
Wie kann amn jetzt die prozentualen Anteile von C-12 und
C-13 berechnen?
Diese Aufgabe kann man recht gut lösen, wenn man sich klarmacht, wie es zu dem gewcihteten Mittel der Atommassen kommt. Man sieht ja schon, dass das gewichtete Mittel von 12.01112u viel näher an 12u als an 13.0034u liegt. Daher liegt sicherlich schon ohne weitere Überlegung die Vermutung nahe, dass der Anteil von C-12 weitaus höher als derjenige von C-13 liegen dürfte.
Geht man davon aus, dass die beiden Isotope für 100% des natürlich Kohlenstoffvorkommens verantwortlich sind (was nicht ganz genau stimmt, da das radioaktive C-14 auch eine Rolle - wenn eine nur ganz kleine - spielt), so erhält man folgenden Zusammenhang in Form einer kleinen Gleichung:
12.01112u = A x 12u + (1-A) x 13.0034u
A ist hier der Anteil von C-12
1-A der Anteil von C-13; denn zusammen soll das ja 1 /d.h. 100% ergeben); Beweis: A + (1-A) = 1!
=> 12.01112u = A x 12u + 13.0034u - A x 13.0034u
=> 12.01112u - 13.0034u = A x 12u - A x 13.0034u
=> -0.99228u = A x (-1.0034u)
=> 0.9889… = A
Der Anteil von C-12 beträgt also ca. 0.989 (d.h. 98.9%) Damit muss der Anteil von C-13 (1-A = 1-0.989 =) 0.011, also 1.1% betragen.
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Tabelle:
Elementsymbol: x
Kernladungszahl: 8
Nukleonenzahl: 16
Neutronenzahl: 8
Elektronenzahl: 10
Nun muss ich herausfinden was x ist.
Aber warum ist die Lösung den Cl- also Chlor, das negativ
geladen ist und nicht Sauerstoff?
Der Name eines chemischen Elements ist immer durch die Kernladungszahl Z (auch Ordnungszahl genannt, das ist die Anzahl der Protonen im Atomkern) festgelegt. Je nach Isotop desselben Elements kann die Neutronenzahl (N) von der Kerladungszahl nach unten oder oben abweichen. Addiert man Z und N, erhält man die Massenzahl A (Nukleonenzahl). Für das gegebene Beispiel ist zur Ermittlung des Elements also die Protonenzahl (Kernladungszahl) ausschlaggebend: Diese lautet 8, und damit handelt es sich um einen Sauerstoff (Chlor ist damit auf jeden Fall nicht richtig!). Des Weiteren handelt es sich um das Sauerstoffisotop 16, wie man aus der Nukleonenzahl ablesen kann. Ein neutrales Atom weist immer die identischen Elektronen- wie Protonenzahl auf, damit sich diese in der Summe kompensieren können. Hier liegen jedoch 10 Elektronen vor, d.h. zwei mehr als zur Ladungsneutralität notwendig. Dadurch liegt also nicht ein neutrales O-16-Atom vor, sondern ein zweifach negativ geladenes O-16-Ion; ein O-16-Dianion.
- Wie kann man die Elektronenzahl herausfinden?
Entspricht der Elektronenzahl der Kernladungszahl?
Wie unter Frage 2 schon geschrieben: Im neutralen Fall ist die Elektronenzahl identisch mit der Kernladungszahl. Ist die Elektronenzahl höher, liegen Anionen vor (Elektronenüberschuss); ist sie tiefer, Kationen (Elektronenmangel).
Vielen Dank für die grosse Hilfe
Grüsse
Aurelio
Ich hoffe, die Antworten konnten Deine Fragen ausreichend beantworten.
Herzliche Grüsse.
