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Die Atommasse und die Massenzahl oder Massenzahl sind zwei Konzepte, die häufig verwechselt werden. Der Grund für die Verwirrung liegt darin, dass bei den meisten Elementen die Werte der Atommasse und der Massenzahl sehr ähnlich sind, insbesondere wenn die Atommasse auf eine ganze Zahl gerundet wird. Beide Begriffe repräsentieren jedoch unterschiedliche Konzepte in Bezug auf Atome.
Beginnen wir damit, jeden einzeln zu definieren, und erläutern dann die Unterschiede.
Was ist Atommasse?
Wie der Name schon sagt, stellt die Atommasse die Masse eines einzelnen Atoms eines bestimmten chemischen Elements dar . Mit anderen Worten, es stellt die Menge an Materie dar, die ein Atom enthält .
Jedes Atom hat eine charakteristische Atommasse, die sich aus der Summe der Massen aller subatomaren Teilchen ergibt, aus denen es besteht, wie Protonen, Neutronen und Elektronen. Diese Masse ist für alle Atome eines bestimmten Isotops eines bestimmten chemischen Elements genau gleich.
Beispielsweise haben alle Kohlenstoff-12-Isotopenatome eine Atommasse von 12 amu, und alle Kohlenstoff-13-Isotopenatome haben eine Atommasse von 13,00335 amu.
Was ist die Massenzahl?
Die Massenzahl eines Atoms entspricht der Gesamtzahl der Nukleonen, die es in seinem Kern enthält. Mit anderen Worten, es ist die Summe seiner Anzahl von Protonen und Neutronen und wird normalerweise durch den Buchstaben A dargestellt .
Die Anzahl der Protonen bestimmt die chemischen Eigenschaften eines Atoms. Diese Zahl bestimmt, um welche Art von Atom es sich handelt (Wasserstoff, Helium, Sauerstoff usw.), weshalb sie als Ordnungszahl bezeichnet wird und durch den Buchstaben Z dargestellt wird.
Andererseits wird die Anzahl der Neutronen im Kern eines Atoms durch den Buchstaben n dargestellt . Auf diese Weise können wir die folgende Gleichung für die Massenzahl schreiben:
Beispiel
Angenommen, Sie sollen die Ordnungszahl eines Lithiumatoms bestimmen, das 4 Neutronen in seinem Kern enthält.
Lösung:
Z = 3 (weil 3 die Ordnungszahl von Lithium ist)
n = 4 (weil es 4 Neutronen hat), also
Die Massenzahl dieses Lithiumatoms ist also 7.
Unterschiede zwischen Atommasse und Massenzahl
| Atommasse oder Atomgewicht | Massenzahl (A) | |
| Konzept | Die Atommasse repräsentiert die Masse eines einzelnen Atoms. | Die Massenzahl gibt die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen im Kern eines Atoms an. |
| Einheiten | Masseneinheiten wie: Atomic Mass Units (amu), Kilogramm, Pfund usw. | dimensionslose Größe (es ist eine reine Zahl, ohne Einheiten) |
| Zahlentyp | Experimentell bestimmte Dezimalzahl. | Ganze Zahl, die durch Addition der Ordnungszahl zur Anzahl der Neutronen im Atomkern bestimmt wird. |
| Variation in der Zeit | Atommassen, die experimentell bestimmt werden, ändern sich oft im Laufe der Zeit, wenn Wissenschaftler genauere Messungen erhalten oder neue Daten zur Isotopenhäufigkeit erhalten werden. | Sie ändern sich zeitlich nicht, da Atome nur eine ganzzahlige Anzahl von Protonen und Neutronen haben können. Sobald diese Zahlen bestimmt sind, ändern sie sich nicht. |
| Anwendungen | Es wird hauptsächlich in stöchiometrischen Berechnungen verwendet. | Es wird hauptsächlich verwendet, um die verschiedenen Isotope eines Elements zu identifizieren. |
| Darstellung | Es wird normalerweise durch das Symbol MA oder PA mit dem Symbol des Elements als Index dargestellt. Beispiel: PA Fe repräsentiert das Atomgewicht des Eisenatoms. | Es wird auf zwei Arten dargestellt: 1.- Als Exponent links vom chemischen Symbol des Elements. Beispiel: 14 C. 2.- Als Zahl rechts vom chemischen Symbol mit vorangestelltem Bindestrich. Beispiel: C-14 |
Beispiele zur Veranschaulichung des Unterschieds zwischen Ordnungszahl und Atommasse
Jedes Element hat eine Reihe von Isotopen, die in allen Proben dieses Elements auf natürliche Weise miteinander vermischt sind. Wenn wir zum Beispiel eine Probe von, sagen wir, 1 Gramm Kohlenstoff nehmen, gibt es unter den Millionen und Abermillionen von Atomen mindestens 4 verschiedene Isotope. Jedes Atom jedes Isotops hat seine eigene Atommasse und seine eigene Ordnungszahl, die sich voneinander unterscheiden, wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich ist.
| z | NEIN | ZU | Atommasse | Fülle (%) | |
| Kohlenstoff-11 | 6 | 5 | elf | 11.0114336 amu | Spuren |
| Kohlenstoff-12 | 6 | 6 | 12 | 12 Uhr | »98.9 |
| Kohlenstoff-13 | 6 | 7 | 13 | 13.0033548 amu | »1,1 |
| Kohlenstoff-14 | 6 | 8 | 14 | 14.0032420 amu | Spuren |
Wie in der Tabelle zu sehen ist, haben alle Isotope die gleiche Ordnungszahl (6), da sie alle Atome des gleichen Elements sind, nämlich Kohlenstoff. Sie haben jedoch unterschiedliche Neutronenzahlen, Massenzahlen und Atommassen.
Die Ausnahme von der Regel
Der Fall des Kohlenstoff-12-Isotops ist eine Ausnahme von der Regel, dass Ordnungszahl und Atommasse immer unterschiedliche Größen sind. Wie Sie in der vorherigen Tabelle sehen konnten, sind beide genau 12 wert.
Denn die Skala der Atommassen wird seit Jahren anhand der Atommasse von Kohlenstoff-12 definiert, der ein Wert von 12 atomaren Masseneinheiten zugeordnet wurde. Alle anderen Atommassen wurden relativ zu dieser Masse gemessen. Mit anderen Worten, die Masse von Kohlenstoff-12 ist die einzige aller Atommassen, die nicht experimentell bestimmt, sondern per Definition festgelegt wird .
Schlussbemerkung zur Atommasse
Ein weiterer verwandter Begriff, der ebenfalls mit Atommasse und Ordnungszahl verwechselt wird, ist die durchschnittliche Atommasse eines Elements . Wenn die überwiegende Mehrheit der Menschen (einschließlich Chemiker) von Atommasse spricht, beziehen sie sich tatsächlich auf die durchschnittliche Atommasse. Diese Masse finden wir tatsächlich im Periodensystem und stellt den Durchschnitt der Massen aller natürlichen Isotope eines bestimmten Elements dar.
