Ordnungszahl und Atommasse: Was dir die Zahlen verraten
Die Ordnungszahl ist die Anzahl der Protonen in einem Atom und sagt dir, um welches Element es sich handelt. Die Massenzahl ist die Anzahl der Protonen plus Neutronen. Mit diesen beiden Zahlen kannst du jedes Teilchen zählen: Protonen und Elektronen entsprechen beide der Ordnungszahl, und die Neutronen entsprechen der Massenzahl minus der Ordnungszahl.
Ordnungszahl: die Ausweisnummer eines Elements
Jedes Element hat seine eigene Ordnungszahl, oft mit dem Buchstaben Z geschrieben. Sie ist die Anzahl der Protonen im Kern jedes seiner Atome. Wasserstoff hat 1, Kohlenstoff 6, Eisen 26 und Gold 79.
Die Ordnungszahl funktioniert wie eine Ausweisnummer. Jedes Atom mit 26 Protonen ist Eisen, und jedes Atom mit 27 Protonen ist Cobalt. Ändert sich die Anzahl der Protonen, hast du ein anderes Element.
Im Periodensystem ist die Ordnungszahl die ganze Zahl in jedem Kästchen, meist oben. Die Elemente sind nach ihr geordnet, von 1 bis 118.
Massenzahl: Protonen plus Neutronen
Die Massenzahl, geschrieben A, ist die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen im Kern eines Atoms. Elektronen sind so leicht, dass sie bei der Zählung weggelassen werden.
Weil sie Teilchen zählt, ist die Massenzahl immer eine ganze Zahl. Sie erscheint oft im Namen eines Atoms. Ein Eisenatom mit 26 Protonen und 30 Neutronen heißt Eisen-56.
Atommasse: die Dezimalzahl im Kästchen
Die Dezimalzahl in jedem Kästchen ist die Atommasse, auch Atomgewicht genannt. Bei Eisen beträgt sie 55,845. Sie ist die durchschnittliche Masse der Atome des Elements, gemessen in atomaren Masseneinheiten (u).
Sie ist ein Durchschnitt, weil die meisten Elemente ein Gemisch aus Atomen mit unterschiedlicher Neutronenzahl sind, den Isotopen. Deshalb ist die Atommasse meist keine ganze Zahl. Die nächste Lektion erklärt Isotope genauer.
Bei Elementen, deren Atome alle radioaktiv sind, wie Technetium, zeigt die Tabelle meist stattdessen eine ganze Zahl, etwa 98. Das ist die Massenzahl eines der langlebigsten Isotope des Elements.
So findest du Protonen, Neutronen und Elektronen
Für ein neutrales Atom liefern dir drei einfache Regeln jedes Teilchen.
Protonen = Ordnungszahl. Elektronen = Ordnungszahl, weil ein neutrales Atom so viele Elektronen wie Protonen hat. Neutronen = Massenzahl − Ordnungszahl.
Wenn dir keine Massenzahl genannt wird, runde die Atommasse aus der Tabelle auf die nächste ganze Zahl und verwende diese. Das Ergebnis ist eine gute Schätzung für ein typisches Atom, aber nicht immer exakt, weil die Atommasse ein Durchschnitt ist.
Durchgerechnete Beispiele: Natrium und Eisen
Natrium hat die Ordnungszahl 11 und die Atommasse 22,99, die auf 23 gerundet wird. Ein Natriumatom hat also 11 Protonen, 11 Elektronen und 23 − 11 = 12 Neutronen.
Eisen hat die Ordnungszahl 26 und die Atommasse 55,845, die auf 56 gerundet wird. Die meisten Eisenatome haben also 26 Protonen, 26 Elektronen und 56 − 26 = 30 Neutronen.
Und was ist mit Ionen?
Ein Ion ist ein Atom, das Elektronen aufgenommen oder abgegeben hat. Seine Protonen ändern sich nie, daher bleibt seine Ordnungszahl gleich, aber seine Elektronenzahl stimmt nicht mehr damit überein.
Ein positives Ion hat Elektronen abgegeben und ein negatives Ion hat welche aufgenommen. Na⁺ hat ein Elektron abgegeben, also hat es 11 − 1 = 10 Elektronen. Die Ordnungszahl von Chlor ist 17, also hat Cl⁻, das ein Elektron aufgenommen hat, 17 + 1 = 18 Elektronen.
Wichtigste Punkte
- Die Ordnungszahl ist die Anzahl der Protonen und entscheidet, um welches Element es sich bei einem Atom handelt.
- Die Massenzahl ist die Anzahl der Protonen plus Neutronen und immer eine ganze Zahl.
- Die Atommasse in jedem Kästchen ist ein Durchschnitt der Isotope des Elements, daher ist sie meist eine Dezimalzahl.
- In einem neutralen Atom sind die Anzahl der Protonen und die Anzahl der Elektronen beide gleich der Ordnungszahl.
- Neutronen = Massenzahl − Ordnungszahl; wenn keine Massenzahl angegeben ist, runde die Atommasse für eine Schätzung.
Teste dich selbst
Drei kurze Fragen zu dieser Lektion.
1. Chlor hat die Ordnungszahl 17. Wie viele Protonen hat jedes Chloratom?
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17 — Die Ordnungszahl ist die Anzahl der Protonen, also hat jedes Chloratom 17.2. Ein Natrium-23-Atom hat die Ordnungszahl 11. Wie viele Neutronen hat es?
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12 — Die Neutronen entsprechen der Massenzahl minus der Ordnungszahl, also 23 − 11 = 12.3. Wie viele Elektronen hat ein Chlorid-Ion, Cl⁻?