3.5: Ordnungszahl und Massenzahl

Die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms wird als seine Ordnungszahl (Z) bezeichnet. Dies ist das bestimmende Merkmal eines Elements. Sein Wert bestimmt die Identität des Atoms. Zum Beispiel ist jedes Atom, das sechs Protonen enthält, das Element Kohlenstoff und hat die Ordnungszahl 6, unabhängig davon, wie viele Neutronen oder Elektronen es haben mag. Ein neutrales Atom muss die gleiche Anzahl positiver und negativer Ladungen enthalten, daher entspricht die Anzahl der Protonen der Anzahl der Elektronen. Das bedeutet, dass die Ordnungszahl auch die Anzahl der Elektronen in einem Atom angibt.

Massezahl

Die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen in einem Atom wird als seine Massezahl (A) bezeichnet. Die Anzahl der Neutronen ist die Differenz zwischen der Massezahl und der Ordnungszahl: (A - Z). In ihrer häufigsten Form enthalten viele Elemente die gleiche Anzahl von Neutronen wie Protonen. Zum Beispiel hat die häufigste Form von Kohlenstoff sechs Neutronen und sechs Protonen.

Isotope

Im frühen 20. Jahrhundert erkannte der englische Chemiker Frederick Soddy, dass ein Element verschiedene Arten von Atomen mit unterschiedlichen Massen haben konnte, die chemisch nicht zu unterscheiden waren. Diese verschiedenen Arten werden Isotope genannt - Atome des gleichen Elements, die sich in ihrer Masse unterscheiden. Isotope unterscheiden sich in ihrer Masse, weil sie unterschiedliche Anzahlen von Neutronen haben, sind jedoch chemisch identisch, da sie die gleiche Anzahl von Protonen haben. Soddy erhielt 1921 den Nobelpreis für Chemie für diese Entdeckung.

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Die Ordnungszahl, die als Z bezeichnet wird, ist die Gesamtzahl der Protonen im Kern eines Atoms.

Im Periodensystem stellt jedes Quadrat ein Element mit einer eindeutigen Ordnungszahl dar. Diese Elemente sind in der Reihenfolge aufsteigender Ordnungszahl angeordnet.

Ein Atom mit einem Proton ist Wasserstoff, ein Atom mit zwei Protonen ist Helium und so weiter.

Die Massenzahl eines Atoms ist die Summe der Protonen und Neutronen im Atomkern, dargestellt durch den Buchstaben A.

Ein Wasserstoffatom mit einem Proton und keinen Neutronen hat also die Massenzahl eins, während ein Heliumatom mit zwei Protonen und zwei Neutronen eine Massenzahl von vier hat.

Elemente können mehrere Isotope mit der gleichen Anzahl von Protonen, aber einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen haben.

Zum Beispiel existieren Kohlenstoffatome als Kohlenstoff-12 mit sechs Protonen und sechs Neutronen, Kohlenstoff-13 mit sechs Protonen und sieben Neutronen oder Kohlenstoff-14 mit sechs Protonen und acht Neutronen.

Atomic Number (Z) – Number of protons in an atom’s nucleus that determines its element identity. Mass Number (A) – Total count of protons and neutrons found in the nucleus of an atom. Electrons – In neutral atoms, the number of electrons equals protons, balancing the overall charge. Isotopes – Atoms of the same element with different mass numbers due to varying neutrons. Element Identity – Defined by the number of protons, not by the atom’s mass or charge state.

Define Atomic Number – Understand how the number of protons defines each element’s identity in the periodic table. (e.g., protons) Explain Mass Number – Learn how the combined total of protons and neutrons determines the atom’s mass. (e.g., mass) Recognize Isotopes – Distinguish atoms of the same element that differ in neutrons but have identical chemical properties. (e.g., neutrons) Identify Neutral Atoms – Understand how equal numbers of protons and electrons result in a neutral overall charge. Apply to Periodic Table – Use atomic number to identify, compare, and classify elements by their fundamental structure.

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