Atommasse

Wie viel wiegt ein Atom? Könnte man ein einzelnes Wasserstoffatom auf einer hochsensiblen Waage wiegen, würde sie 1,7 Quadrillionstel eines Gramms anzeigen. Und die schwersten Atome würden ein halbes Trilliardstel eines Gramms auf die Waage bringen. Es ist also absolut unpraktisch, die Masse eines Atoms in Gramm anzugeben. Man braucht eine andere Einheit, die auch winzigste Massen anzeigt.

Die atomare Masseneinheit ist eine solche Einheit. Ihr Symbol ist ein kleingeschriebenes u. In atomaren Masseneinheiten wiegen Atome ungefähr zwischen einem u und dreihundert u. Mit diesen Zahlen kann man schon besser arbeiten. Es lässt sich auch schnell herausfinden, wie viel "u" ein Atom wiegt.

Dieses Atom hat drei Protonen, vier Neutronen und drei Elektronen. Es handelt sich um ein Lithium-7-Atom. Die Zahl sieben zeigt, wie viele Teilchen im Zellkern sind. Es ist die Massenzahl des Atoms. Die Masse jedes Kernteilchens beträgt, in atomaren Masseneinheiten, fast ein u.

Das heißt, ein Zellkern mit drei Protonen und vier Neutronen wiegt etwa 7 u. Und was ist mit den drei Elektronen? Die sind so leicht, dass sie die Atommasse nicht stark beeinflussen. Jedes Elektron wiegt nur ein halbes Tausendstel von einem u. Die Atommasse des gesamten Lithium-7-Atoms liegt also immer noch nahe bei 7 u.

Um die ungefähre Masse eines Atoms in "u" zu bestimmen, musst du nur die Menge der Kernteilchen im Atom kennen. Die zwei Begriffe "Massenzahl" und "Atommasse" klingen ähnlich, aber sie haben verschiedene Bedeutungen. Die Massenzahl zeigt, wie viele Teilchen im Zellkern sind. Es ist immer eine ganze Zahl, denn es gibt keine halben Protonen oder viertel eines Neutrons. Die Atommasse gibt an, wie viel das Atom wiegt.

Das ist fast nie eine ganze Zahl – es sei denn, man rundet sie auf die nächste ganze Zahl. Die Massenzahl eines Lithium-Atoms mit sieben Kernteilchen ist genau sieben. Seine Atommasse hingegen beträgt 7,016 u. Hier ist ein anderes Atom desselben Elements: Lithium. Es hat auch drei Protonen aber nur drei Neutronen.

Das bedeutet, die Massenzahl ist sechs und die Atommasse ist etwa 6 u. Lithium-7 und Lithium-6 sind die einzigen Isotope von Lithium, die in der Natur vorkommen. Fast alle Lithium-Atome – 92 Prozent von ihnen – sind die schwereren Lithium-7-Isotope. Die anderen sind Lithium-6. Die durchschnittliche Masse von Lithium-Atomen beträgt also knapp 7 u.

Du kannst die durchschnittliche Atommasse aller Elemente im Periodensystem erkennen. Wenn du dir das Kästchen für Lithium anschaust, siehst du, dass seine Atommasse 6,94 u beträgt. Aber kein Lithium-Atom wiegt tatsächlich 6,94 u: Seine Masse ist entweder 7,016 u oder 6,015 u. Lediglich die durchschnittliche Masse eines Lithium-Isotops beträgt 6,94 atomare Masseneinheiten. Wie viel wiegt also ein Atom?

Die Antwort lautet: Etwa so viele atomare Masseneinheiten wie die Massenzahl des Atoms. Hat ein Element mehr als ein Isotop, nutzt man die durchschnittliche Masse seiner Isotope.