Warum ist die Atommasse immer eine Dezimalzahl?

Warum ist die Atommasse immer eine Dezimalzahl?

Die im Periodensystem angegebene Atommasse ist ein gewichtetes Mittel der Isotope eines Elements. Da Isotope unterschiedlich häufig in der Natur vorkommen, ist das Verhältnis ihrer Beiträge zur Atommasse nicht immer ganzzahlig.

Isotope und ihr Einfluss auf die Atommasse

Isotope sind Atome desselben Elements mit der gleichen Anzahl an Protonen, aber unterschiedlicher Anzahl an Neutronen. Dies führt zu unterschiedlichen Massen für verschiedene Isotope desselben Elements. Beispielsweise hat Wasserstoff drei Isotope: Protium (1 Proton, keine Neutronen), Deuterium (1 Proton, 1 Neutron) und Tritium (1 Proton, 2 Neutronen).

Gewichtetes Mittel und Dezimaldarstellung

Die Atommasse eines Elements ist ein Durchschnitt der Massen seiner verschiedenen Isotope, gewichtet nach ihrem relativen Vorkommen in der Natur. Die natürliche Häufigkeit von Isotopen variiert je nach Element. Nehmen wir beispielsweise Chlor an. Es hat zwei stabile Isotope: Chlor-35 (75,77 % Häufigkeit) und Chlor-37 (24,23 % Häufigkeit).

Die Atommasse von Chlor wird wie folgt berechnet:

Atommasse = (Masse von Chlor-35 * Häufigkeit von Chlor-35) + (Masse von Chlor-37 * Häufigkeit von Chlor-37)

= (34,96885 amu * 0,7577) + (36,96590 amu * 0,2423)
= 35,4527 amu

Da die Häufigkeitsverhältnisse der Isotope nicht ganzzahlig sind, führt dies zu einer Atommasse, die ebenfalls keine Dezimalzahl ist.

Schlussfolgerung

Die Atommasse ist immer eine Dezimalzahl, da sie ein gewichtetes Mittel der Massen verschiedener Isotope eines Elements darstellt. Die natürlichen Isotopenverhältnisse, die je nach Element variieren, führen zu dieser Dezimaldarstellung, obwohl einzelne Nuklide ganzzahlige Massen hätten.