Ist das ein Isotop? Begründung? Hilfe?!

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo. Auch wenn diese Frage für einen Chemiker oder jemanden der sich damit besser als ich auskennt ein wenig lächerlich erscheinen mag komm ich damit nicht weiter.

Also ich habe das Element B mit der Protonenzahl 5 und der Nukleonenzahl 11 gegeben. Nun soll ich erklären ob, und warum es sich um ein Isotop handelt. Meine Theorie hält sich an dem Strohhalm, dass das Atomgewicht bei 10,81 liegt und das unter 11 und es sich somit um ein Isotop handelt, wobei ich das nur mehr als wagemutig bezeichne.

Hoffe hier kann mir das jemand erklären, so dass ich es auch verstehe.

Danke für die Hilfe(!).

#2

Hallo!

Also ich habe das Element B mit der Protonenzahl 5 und der
Nukleonenzahl 11 gegeben. Nun soll ich erklären ob, und warum
es sich um ein Isotop handelt.

Antwort:
Ja (Blöde Frage!). Bor kennt mehrere Isotope. 11B ist dann wohl eines davon.

… und wenn Du Deinen Lehrer ärgern willst:
Antwort:
Nein. Blöde Frage!). Ein Isotop gibt es gar nicht. Zwei Nuklide können Isotope sein, wenn ihre Kernladungszahlen übereinstimmen. Aber ein Nuklid alleine kann kein Isotop sein. (Ein Einzelkind kann auch kein Geschwister sein!)

Vermutlich will der Aufgabensteller folgende Antwort hören:
„Nein. Weil die Massenzahl von Bor 10,8 u beträgt, handelt es sich bei 11B um das häufigste natürlich vorkommende Nuklid.“

Und diese Antwort ist falsch! Isotope sind keine irgendwie exotischen oder künstlich hergestellten Abarten eines ansonsten „normalen“ Atomkerns. Isotope sind einfach (wie bereits gesagt) Nuklide gleicher Kernladungszahl. (Um im obigen Bild zu bleiben: Geschwister sind Kinder derselben Eltern).

Michael

#3

Vermutlich will der Aufgabensteller folgende Antwort hören:
„Nein. Weil die Massenzahl von Bor 10,8 u beträgt, handelt es
sich bei 11B um das häufigste natürlich
vorkommende Nuklid.“

Und wie komme ich auf diesen Zusammenhang? Und danke für die schnelle Antwort.

#4

Und wie komme ich auf diesen Zusammenhang? Und danke für die
schnelle Antwort.

Hallo,

üblicherweise lernt man die Elemente ja nach dem Periodensystem:

Die dort angegebene Atommasse bezieht sich auf die mittlere Masse der natürlichen Isotopengemische der Elemente.

Beispiel: Kohlenstoff hat die Atommasse 12,011 u. Da sich diese Massenangabe aber auf 12C bezieht, muss doch reiner Kohlenstoff EXAKT eine Masse von 12 haben. Hat er aber nicht. Warum? - Weil Kohlenstoff nicht nur als 12C vorkommt, sondern auch als 13C (stabiles Isotop, 1,1%) und als 14C (radioaktives Isotop, in Spuren) (es gibt auch noch andere, synthetische Isotope - die interessieren aber hier nicht). Der Anteil an 12C von natürlichem Kohlenstoff liegt also bei 98,9%. Der Rest ist etwas schwerer. Rechnen wir mal zusammen:

0,989 x 12,000 u + 0,011 x 13,000 u = 12,011 u

Also, reiner 12C-Kohlenstoff hat eine Atommasse von exakt 12 u. Natürlicher Kohlenstoff ist ein Isotopengemisch, welches eine mittlere Atommasse von eben 12,011 u hat.

Aus diesen Angaben sehen wir aber auch, dass 12C den Löwenanteil am Isotopengemisch ausmacht. Natürlicher Kohlenstoff besteht fast(!) nur aus 12C (98,9%, s.o.), darum ist die Atommasse im Periodensystem so nahe an 12,000 u. Wäre 13C das weit häufigere Isotop, dann wäre die Atommasse viel näher an der 13,000.

Als Schüler macht man sich ja zunächst mal keinen Kopf um verschiedene Isotope. Kohlenstoff hat eben 12,etwas. Fertig.

Später lernt man dann auch noch was über Isotope. Sie haben _andere_ Atommassen. Also ist dann das, was man bereits kennt, das „Normale“ und das neue ist das „Isotop“. In diesem (in der Schule wohl üblichen, aber nicht ganz korrekten!) Sprachgebrauch ist 12C der „normale“ Kohlenstoff und 13C wäre das „Isotop“.

In Wirklichkeit ist natürlich jedes Isotop gleich „normal“. Der einzige Unterschied liegt eben in der Häufigkeit des natürlichen Vorkommens der verschiedenen Isotope. Korrekt ist also: 12C und 13C sind beides Kohlenstoff-Isotope.

[Wenn es nur 12C gäbe, dann gäbe es keine Kohlenstoff-Isotope. Kohlenstoff wäre 12C, und 12C würde dann auch nicht als Isotop bezeichnet, so wie ein Einzelkind nicht als Bruder (oder Schwerster) bezeichnet wird.]

LG
Jochen

#5

Perfekt, danke! Das war ja auch meine Theorie, konnte diese jedoch nicht wirklich ausformulieren. Echt super die schnelle Hilfe.

#6

Hallo,
noch ein anderes Beispiel für das, was Jochen erklärt hat:

Brom hat die Atommasse 79,9 u . Man könnte nun meinen, das ist ziemlich dicht bei 80, also sei 80Br das „normale“ Brom, die anderen die „Isotope“. FALSCH!

80Br ist instabil (radioaktiv und recht kurzlebig) und kommt in der Natur nicht vor. Die 79,9 u ergeben sich aus den zwei natürlichen Isotopen 79Br (50,7%) und 81Br (49,3 %). Daneben gibt es noch fast 30 andere (künstliche, instabile) Isotope.

Gruß Kurt

#7

Also ich habe das Element B mit der Protonenzahl 5 und der
Nukleonenzahl 11 gegeben. Nun soll ich erklären ob, und warum
es sich um ein Isotop handelt. Meine Theorie hält sich an dem
Strohhalm, dass das Atomgewicht bei 10,81 liegt und das unter
11 und es sich somit um ein Isotop handelt, wobei ich das nur
mehr als wagemutig bezeichne.

Wir reden von Bor. Bor hat 5 Protonen. Das Atomgewicht ist 10,81. Das heißt, dass das natürlich vorkommende Bor ein Gemisch ist aus mindestens 2 Isotopen, dem Atomgewicht 11,0 und 10,0 (Atomgewicht ist die Summe aus Protonen und Neutronen im Kern). Protonen und Neutonen haben dieselbe Masse, das Atomgewicht eines bestimmten Isotops ist also genau ein Vielfaches des Wasserstoffatoms (Wasserstoffkern besteht aus einem Proton). Wenn das gemessene Atomgewicht nicht ganzzahlig ist, besteht das natürlich vorkommende Element aus einem Gemisch mit verschiedenen Anteilen von Neutronen.
Bor ist ein Gemisch aus 81,28 % Isotop 11 (5 Protonen und 6 Neutronen) und 18,72 % Isotop 10 (5 Protonen und 5 Neutronen).
Alles klar ?
Udo Becker

#8

Hallo Michael,

Nun soll ich erklären ob, und warum
es sich um ein Isotop handelt.

das ist die leidige Missverwendung des Begriffs Isotop.
Dieses Wort sollte allen Menschen schleunigst aus dem Gedächtniss getilgt werden und nur noch Nuklid verwendet werden. Die Sonderbezeichnung Isotop, in ihrer richtigen Bedeutung soll natürlich unbeschadet bleiben.

Ein Nuklid ist ein Kern im allgemeinen. Ein Isotop kann nur im Vergleich zu einem anderen Kern betrachtet werden, weil es Iso = gleich und Topos = Stelle/Ort, bedeutet, daß ein Nuklid sich am gleichen Ort befindet wie ein anderes. Das Auswahlkriterium für die Ortbestimmung ist die Protonenzahl, die eine Element als genau dieses auszeichnet. Alle Bornuklide haben 5 Protonen, die verschiedenen Borisotope haben aber verschiedene Neutronenzahlen. Es gibt in der Natur Elemente, die nur ein stabiles Nuklid haben (Natrium z.B.). Hier von einem Natriumisotop 23 zu sprechen ist ziemlich daneben, weil es in (natürlichem) Natrium nur ein Nuklid gibt und kein anderes, das an der gleichen Stelle steht. Trotzdem wird fröhlich vom Natriumisotop 23 gesprochen - AUA!

Gandalf