Chemie · Klasse 9–10 · aktualisiert
Isotope erkennen und Neutronenzahl berechnen
Erkenne Isotope an ihren Kernzahlen, lies Nuklidsymbole und berechne die Neutronenzahl eines bestimmten Isotops.
0 von 10 Aufgaben gelöst
Kurz gesagt
Isotope sind Atome desselben Elements mit gleicher Protonenzahl und verschiedener Neutronenzahl. Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-14 sind ein Beispiel. Aus Massenzahl A und Ordnungszahl Z berechnest du N=A-Z.
Isotope sind Atome desselben Elements mit gleich vielen Protonen, aber unterschiedlich vielen Neutronen. Deshalb haben sie dieselbe Ordnungszahl, jedoch verschiedene Massenzahlen. Auf dieser Seite lernst du, Isotope zu erkennen, Nuklidsymbole zu lesen und die Neutronenzahl zu berechnen.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Die Anzahl der Protonen bestimmt, zu welchem Element ein Atom gehört. Jedes Kohlenstoffatom besitzt zum Beispiel sechs Protonen. Die Anzahl der Neutronen kann bei Atomen desselben Elements unterschiedlich sein. Solche Atome heißen Isotope. Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-14 sind Isotope: Beide gehören wegen ihrer sechs Protonen zu Kohlenstoff. Die unterschiedliche Neutronenzahl erklärt die unterschiedlichen Massenzahlen.
Definition
Isotop
Isotope sind Atome desselben Elements mit gleicher Protonenzahl und unterschiedlicher Neutronenzahl. Sie besitzen daher dieselbe Ordnungszahl, aber verschiedene Massenzahlen.
| Atomart | Protonen | Neutronen | Massenzahl |
|---|---|---|---|
| Kohlenstoff-12 | 6 | 6 | 12 |
| Kohlenstoff-14 | 6 | 8 | 14 |
Merke: Die Protonenzahl entscheidet über das Element. Die Neutronenzahl entscheidet mit darüber, welches Isotop des Elements vorliegt.
Teste dich
Ein Nuklid ist durch seine Protonen- und Neutronenzahl festgelegt. Im Nuklidsymbol steht die Massenzahl A links oben und die Ordnungszahl Z links unten:
{}^{A}_{Z}X
X bezeichnet das Element. Z zählt Protonen; A zählt Protonen und Neutronen zusammen. Daher gilt:
A=Z+N
N=A-Z
Bei {}^{14}_{6}\mathrm C zeigt die 6 sechs Protonen und die 14 insgesamt 14 Kernteilchen an. Beim Namen Sauerstoff-18 steht die Massenzahl hinter dem Element. Mit Z=8 hat Sauerstoff-18 N=18-8=10 Neutronen.
Beispiel: Neutronenzahl von Kohlenstoff-14
- 1Gegeben ist Kohlenstoff-14 mit A=14 und Z=6.
- 2Die Ordnungszahl zählt 6 Protonen.
- 3Setze die beiden Kernzahlen ein:
- 4N=A-Z=14-6=8
- 5Kohlenstoff-14 enthält 8 Neutronen.
Teste dich
Ordnungszahl Z, Neutronenzahl N, Massenzahl A und mittlere Atommasse bezeichnen Verschiedenes. Z und A legen ein Nuklid fest; „Isotop“ betont den Vergleich mit anderen Nukliden desselben Elements.
Bei einem neutralen Atom sind Elektronen- und Protonenzahl gleich. Ein Ion hat Elektronen aufgenommen oder abgegeben. Dabei bleiben Kern und Isotop gleich.
Bei neutralen Atomen haben Isotope desselben Elements gleich viele Elektronen. Ihre Elektronenhüllen sind daher ähnlich aufgebaut. Deshalb verhalten sie sich chemisch meist ähnlich. Ihre Massen und ihre Stabilität können sich unterscheiden. Stabile Isotope zerfallen nicht radioaktiv; radioaktive Isotope wandeln sich mit der Zeit in andere Nuklide um und geben Strahlung ab. Die Wasserstoffisotope in der Tabelle zeigen diese Unterschiede.
| Größe | Bedeutung | Typische Form |
|---|---|---|
| Ordnungszahl Z | Anzahl der Protonen | ganze Zahl |
| Neutronenzahl N | Anzahl der Neutronen | ganze Zahl |
| Massenzahl A | Protonen plus Neutronen | ganze Zahl |
| Atommasse im Periodensystem | nach natürlichen Häufigkeiten gewichtete Masse der Isotope | häufig keine ganze Zahl |
| Isotop | Kernzusammensetzung | Eigenschaft |
|---|---|---|
| Protium, ^{1}\mathrm{H} | 1 Proton, 0 Neutronen | stabil |
| Deuterium, ^{2}\mathrm{H} oder D | 1 Proton, 1 Neutron | stabil und schwerer als Protium |
| Tritium, ^{3}\mathrm{H} oder T | 1 Proton, 2 Neutronen | radioaktiv |
Merke: Gleiche Protonenzahl bedeutet gleiches Element. Unterschiedliche Neutronenzahl kann Masse und Kernstabilität verändern.
Teste dich
Der Massenunterschied und bei manchen Isotopen die Radioaktivität machen Isotope unterscheidbar. Bei einer Isotopenmarkierung ersetzt man Atome durch ein anderes Isotop desselben Elements. Die Position der Markierung kann Hinweise auf einen Reaktions- oder Stoffwechselweg geben.
Die Radiokarbonmethode nutzt Kohlenstoff-14 zur Altersbestimmung organischen Materials. NMR ist ein Messverfahren, das beim Erkennen des Aufbaus von Molekülen hilft. Dabei nutzt man unter anderem Wasserstoff-1 und Kohlenstoff-13. Die Massenspektrometrie trennt geladene Teilchen nach ihrem Verhältnis von Masse zu Ladung und kann Isotopenverhältnisse messen.
Beispiel
- 1Wird in einem Ausgangsstoff ein Sauerstoffatom durch Sauerstoff-18 markiert, kann nach der Reaktion geprüft werden, in welchem Produkt sich dieses Isotop befindet.
- 2So lässt sich ein möglicher Reaktionsweg untersuchen.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Isotop
Element
Die Protonenzahl bleibt bei Isotopen gleich
Isotope
Ihre Neutronenzahlen unterscheiden sich
Massenzahl
Protonen plus Neutronen eines Kerns
Nuklidsymbol
Massenzahl oben links, Ordnungszahl unten links
Stabilität
Isotope können stabil oder radioaktiv sein
Markierung
Ein Isotop kann den Weg eines Atoms zeigen
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Argon-Isotope vergleichen
- 1Argon-36 und Argon-40 haben beide Z=18.
- 2Für Argon-36 gilt: N=36-18=18.
- 3Für Argon-40 gilt: N=40-18=22.
- 4Beide sind Argon, weil beide 18 Protonen haben. Die Neutronenzahlen unterscheiden sich um 4.
Fehler finden
Neon-21 und Neon-22 vergleichen In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 5Die Elektronenzahl legt das Isotop nicht fest. Neon-21 und Neon-22 sind wegen 11 beziehungsweise 12 Neutronen verschiedene Isotope.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Isotope haben Protonen. Ihre Neutronenzahlen sind . Für ein bestimmtes Nuklid gilt N= .
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback