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Die Ordnungszahl gibt die Anzahl der Protonen im Atomkern an. Da ein Atom elektrisch neutral ist, entspricht die Ordnungszahl auch der Anzahl der Elektronen in der Atomhülle. Jedes Element hat eine spezifische Ordnungszahl, die seine Identität definiert.
Die Massenzahl ist die Summe der Protonen und Neutronen im Atomkern. Sie wird mit A abgekürzt und kann mathematisch als A = Z (Protonen) + n (Neutronen) ausgedrückt werden. Die Elektronen werden nicht mitgezählt, da die Massenzahl sich ausschließlich auf den Atomkern bezieht.
Am Beispiel von Beryllium wird erklärt, wie Ordnungszahl und Massenzahl zu lesen sind. Bei einem Beryllium-Atom, dargestellt als 9/4 Be, ist die 4 die Ordnungszahl und die 9 die Massenzahl. Aus diesen Zahlen lässt sich ableiten, dass Beryllium 4 Protonen, 4 Elektronen und 5 Neutronen besitzt.
Isotope sind Atome desselben Elements, die die gleiche Anzahl an Protonen (und somit die gleiche Ordnungszahl) haben, sich aber in der Anzahl ihrer Neutronen unterscheiden. Dies führt zu einer unterschiedlichen Massenzahl und einem unterschiedlichen Gewicht der Isotope desselben Elements. Sie werden auch als Nukleide bezeichnet.
Als Beispiel für Isotope werden Wasserstoff (H1), Deuterium (H2) und Tritium (H3) vorgestellt. Alle sind Isotope des Wasserstoffs, teilen sich die Ordnungszahl 1 (also 1 Proton und 1 Elektron), unterscheiden sich aber in der Massenzahl (1, 2 oder 3) aufgrund der unterschiedlichen Anzahl an Neutronen. H1 hat 0 Neutronen, H2 hat 1 Neutron und H3 hat 2 Neutronen, wodurch sie sich auch im Gewicht unterscheiden.
Bevor wir über Ordnungszahl, Massenzahl und Isotope sprechen können, müssen bestimmte Begriffe geklärt werden. Atome bestehen aus elementaren Teilchen. Der Atomkern enthält positiv geladene Protonen und ungeladene Neutronen, die zusammen als Nukleonen oder Kernteilchen bezeichnet werden. In der Atomhülle bewegen sich negativ geladene Elektronen. Ein Atom ist nach außen neutral, hat also immer die gleiche Anzahl an Elektronen wie Protonen.