Elemente, Isotope und Nuklide


Die Atome der verschiedenen chemischen Elemente unterscheiden sich in der Zahl der Protonen ihrer Kerne.
(Ordnungszahl = Protonenzahl).


Periodensystem
Periodensystem


Die Elemente stehen im Periodensystem nach ihrer Protonenzahl geordnet. Es gibt ca. 100 verschiedene Elemente.
Im Kern sind aber nicht nur die positiv geladenen Protonen vorhanden, sondern auch die ungeladenen Neutronen.
Ein Atom des selben Grundstoffes, also eines Elementes, besitzt eine konstante Protonenanzahl, kann aber verschieden viele Neutronen enthalten.
Kalium zum Beispiel kann 20 bis 33 Neutronen besitzen.
So entstehen verschiedene Kaliumsorten, die sogenannten Isotope . Kalium als Grundstoff ist auch ein Gemisch aus unterschiedlichen Isotopen.

Die 100 verschiedenen Grundstoffe nennt man
Elemente . Diese befinden sich alle im Periodensystem aufgelistet (siehe oben). Man unterscheidet sie nur durch die Anzahl ihrer Protonen. Wenn man zusätzlich nun die Elemente und die Isotope zusammenzählt, dann gibt es ungefähr 2000 Grundstoffe, die man alle zusammen Nuklide ( Nukleus = Kern ) nennt .


Beispiel:
Wie man hier sehen kann, haben die einzelnen Wasserstoff -Isotope sogar eigene Namen bekommen.
Ein Isotop vom Wasserstoffatom mit einem Neutron mehr
nennt man Deuterium .
Wenn Wasserstoff-Isotop zwei Neutronen mehr hat, nennt man es Tritium .

Datei:Hydrogen Deuterium Tritium Nuclei Schmatic-de.svg
Datei:Hydrogen Deuterium Tritium Nuclei Schmatic-de.svg




Wasserstoff: "normal"
Deuterium und Tritium: beide für Kernphysik benötigt


Für die Kerne eines
Isotops und Nuklids wurde ein eigenes Symbol eingeführt, da man sich normalerweise bei der Untersuchung einer Kernreaktion nur für den Kern interessiert. So hängt man an das Elementsymbol noch ein kleines k an.

Wenn man vom Atom als Ganzes spricht, wird nur die Ordnungszahl und die Massenzahl vor das Elementsymbol geschrieben, doch das kleine k benutzt man, um zu verdeutlichen, dass man sich nur auf den Kern eines Nuklids bezieht.

Stabile und Instabile Nuklide:
Wie es auch nicht jede Element-Verbindung
gibt, gibt es auch nicht jede beliebige Kombinationen der Kernmaterie (Nuklide).
So ist es z.B. nicht möglich, dass Wasserstoff drei Neutronen besitzt.
Man unterscheidet noch zusätzlich zwischen stabilen und instabilen Nukliden. Von den Kombinationen, die existieren, ist bloß ein Bruchteil stabil.



external image nukart.gif
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Hier sieht man eine Nuklidkarte.
Jeder farbige Punkt entspricht einem bisher gefundenen
Nuklid . Die schwarzen Punkte stellen die stabilen Nuklide dar. Die andersfarbigen Punkte stellen die instabilen dar. Sie zerfallen mit der Zeit von selbst und haben somit eine geringe Lebensdauer.