3.4: Atommasse und Ordnungszahl

Massenzahl

Experimentelle Daten zeigten, dass der größte Teil der Masse eines Atoms in seinem Kern konzentriert ist, der aus Protonen und Neutronen besteht. Die Massenzahl (dargestellt durch den Buchstaben A) ist definiert als die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen in einem Atom. Betrachten Sie die folgende Tabelle, die die Daten der ersten sechs Elemente des Periodensystems zeigt.

Table \(\PageIndex{1}\): Atome der ersten sechs Elemente
Name Symbol Atomische Zahl (Z) Protonen Neutronen Elektronen Masse Zahl (A) (gerundet auf zwei Dezimalstellen)
Wasserstoff \(\ce{H}\) 1 1 0 1 1.01
Helium (\ce{He}\) 2 2 2 2 4.00
Lithium (\ce{Li}\) 3 3 4 3 6.94
Beryllium (\ce{Be}\) 4 4 5 4 9.01
Boron (\ce{B}\) 5 5 6 5 10.18
Kohlenstoff (\ce{C}\) 6 6 6 6 12.01

Betrachten Sie das Element Helium. Seine Ordnungszahl ist 2, also hat es zwei Protonen in seinem Kern. Sein Kern enthält auch zwei Neutronen. Da \(2 + 2 = 4\), wissen wir, dass die Massenzahl des Heliumatoms 4 ist. Schließlich enthält das Heliumatom auch zwei Elektronen, da die Anzahl der Elektronen gleich der Anzahl der Protonen sein muss. Dieses Beispiel mag Sie zu der Annahme verleiten, dass Atome die gleiche Anzahl an Protonen und Neutronen haben, aber eine weitere Betrachtung der obigen Tabelle wird zeigen, dass dies nicht der Fall ist. Lithium zum Beispiel hat drei Protonen und vier Neutronen, was ihm eine Massenzahl von 7 gibt.

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Abbildung \(\PageIndex{4}\): A/Z-Format und Auffinden von Subatomen für das ElementChrom (Copyright; Elizabeth R. Gordon)

Wenn man die Massenzahl und die Ordnungszahl eines Atoms kennt, kann man durch Subtraktion die Anzahl der in diesem Atom vorhandenen Neutronen bestimmen.

Atome des Elements Chrom haben eine Ordnungszahl von 24 und eine Massenzahl von 52. Wie viele Neutronen befinden sich im Kern eines Chromatoms? Um dies zu bestimmen, würden Sie wie gezeigt subtrahieren:

Die Zusammensetzung eines jeden Atoms kann mit einer Kurzschrift, dem sogenannten A/Z-Format, dargestellt werden. Sowohl die Ordnungszahl als auch die Masse werden links neben dem chemischen Symbol geschrieben. Der „A“-Wert wird hochgestellt, während der „Z“-Wert tiefgestellt geschrieben wird. Ein Beispiel für diese Schreibweise ist das unten gezeigte Chromatom:

Eine weitere Möglichkeit, sich auf ein bestimmtes Atom zu beziehen, ist die Massenzahl des Atoms nach dem Namen zu schreiben, getrennt durch einen Bindestrich. Das Symbol-Masse-Format für das obige Atom würde als Cr-52 geschrieben werden. In dieser Schreibweise ist die Ordnungszahl nicht enthalten. Für die Protonenwerte müssen Sie auf ein Periodensystem zurückgreifen.

Beispiel \(\PageIndex{1}\)

Berechnen Sie jedes der drei subatomaren Teilchen und geben Sie spezifische Gruppen- oder Periodennamen für jedes Atom.

  1. Quecksilber
  2. Platin
  3. Brom

Lösungen

  1. Hg (Übergangsmetall)- hat 80 Elektronen, 80 Protonen, und 121 Neutronen
  2. Pt (Übergangsmetall)- hat 78 Elektronen, 78 Protonen und 117 Neutronen
  3. Br (Halogen)- hat 35 Elektronen, 35 Protonen und 45 Neutronen

Beispiel \(\PageIndex{2}\)

Schreiben Sie sowohl A/Z- als auch Symbol-Masse-Formate für die Atome in Beispiel \(\PageIndex{1}\).

Lösungen

  1. \(\ce{^{201}_{80}Hg}\) und Hg-201
  2. \(\ce{^{195}_{78}Pt}\) und Pt-195
  3. \(\ce{^{80}_{35}Br}\) und Br-80

Beispiel \(\PageIndex{3}\)

Identifizieren Sie die Elemente anhand der folgenden Aussagen.

  1. Welches Element hat 25 Protonen?
  2. Welches Element hat 0 Neutronen?
  3. Welches Element hat 83 Elektronen?

Lösungen

a. Mangan

b. Wasserstoff

c. Bismut

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