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Isotope und Intervalldarstellungen

Uran-Isotop
234-92-U
235-92-U
238-92-U
Protonenzahl
92
92
92
Neutronenzahl
142
143
146
 

Als Isotope oder Nuklide werden verschiedene Atomsorten eines Elements bezeichnet, die zwar die gleiche Protonenzahl, aber unterschiedliche Neutronenzahlen besitzen. So existieren in der Natur drei verschiedene Uran-Isotope mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl. Die Neutronenzahl ergibt sich aus der Differenz zwischen Massenzahl (oben links neben dem Elementsymbol U) und der Protonenzahl (unten links neben dem Elementsymbol U). Die Atommasse ist eine Zahl, die sich in Relation auf das Kohlenstoff-Isotop C-12 bezieht. Sie ist nicht identisch mit der Massenzahl, da die Bezugseinheit "u" sich auf ein Zwölftel des Elements Kohlenstoff bezieht. Zum Vergleich: Das Wasserstoff-Atom besitzt eben gerade nicht u=1, sondern eine Atommasse im Intervall [1,00784; 1,00811]. Der Bereich im Intervall gibt an, in welcher Schwankungsbreite die natürlichen Wasserstoff-Isotope im Wasserstoff vorkommen.

Die künstlich hergestellten Radio-Isotope oder Radio-Nuklide sind radioaktiv, die Atome zerfallen nach und nach und wandeln sich in andere Elemente um. Die Halbwertszeit gibt den radioaktiven Zerfall an: Beträgt die Halbwertszeit von radioaktivem Plutonium-244 einundachtzig Millionen Jahre, dann sind erst nach dieser Zeit die Hälfte der Atome zerfallen. Andere Radio-Nuklide besitzen eine sehr kurze Halbwertszeit, die nur wenige Minuten beträgt. Diese sind bei Atombombentests oder bei nuklearen Unfällen weniger problematisch.


Intervall-Darstellung für die relativen Atommassen

Seit dem Jahr 2011 führt die IUPAC für einige Elemente Intervalle bei der relativen Atommasse auf. Je nach natürlichem Fundort schwankt die Zusammensetzung der Isotope. Diese winzigen Unterschiede sind heute bei Material-Analysen der Industrie von Bedeutung. Die Intervalle für Elemente wie Wasserstoff, Lithium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Silicium, Schwefel, Chlor und Thallium werden in einer eckigen Klammer nach dem Schema [a; b] angegeben, beispielsweise für Wasserstoff [1,00784; 1,00811]. Diese Darstellung stellt jedoch alle Schul- und Lehrbücher vor eine Herausforderung. Es verlangt neue Benutzungsregeln, wenn mit dem Intervall [a; b] gerechnet werden soll. Die Autoren bei IUPAC [Literatur 70] geben als Hilfe Tabellen mit gerundeten und verkürzten Werte an. Für "Handel und Kommerz" geben sie eine fixe Zahl an, die weiterhin verwendet werden kann, Wasserstoff bekäme den Wert 1,008 oder 1,01 [Literatur 70, S. 393].

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