Warum haben Isotope des gleichen Elements die gleichen chemischen Eigenschaften?

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über das Element Wasserstoff einschließlich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung des Elements sowie ausgesuchter Verbindungen.

Stickstoffgruppe20 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Elemente der Stickstoffgruppe einschließlich wichtiger physikalischer und chemischer Eigenschaften.

Rubidium, Caesium, Francium15 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Alkalimetalle Rubidium, Caesium und Francium einschließlich Vorkommen, Gewinnung, Eigenschaften, Reaktionsverhalten und Verwendung der Elemente sowie ausgesuchter Verbindungen.

Strontium, Barium, Radium20 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit gibt einen Überblick über die Erdalkalimetalle Strontium, Barium und Radium einschließlich Eigenschaften, Reaktionsverhalten, Nachweis, Vorkommen, Gewinnung und Verwendung der Elemente sowie ausgesuchter Verbindungen.

Chlor40 min.

ChemieAnorganische ChemieChemie der Elemente

Diese Lerneinheit beschreibt das Element Chlor, dessen Gewinnung, Verwendung und physikalische und chemische Eigenschaften. Es wird auf wichtige Verbindungen eingegangen.

Radioaktivität45 min.

ChemieAllgemeine ChemieAtombau

Schwere Atomkerne haben die Eigenschaft, unter Aussendung von Strahlung, zu zerfallen. Sie sind radioaktiv. Neben dem soeben beschriebenen natürlichen Zerfall, können Kerne auch beim Zusammenstoß mit anderen Teilchen zerfallen. Diese Lerneinheit bietet eine Einführung in das Thema Radioaktivität und radioaktive Strahlung.

Atommasse30 min.

ChemieAllgemeine ChemieAtombau

Einführung zu Atommassen, Atomgewicht, atomare Masseneinheit, Molmasse und Massenspektroskopie.

Nuklidkarte30 min.

ChemieAllgemeine ChemieAtombau

Einführung der Nuklidkarte (Nukleonendiagramm). Unterscheidung zwischen Isotope, Isotone, Isobare und Isomere.

Aufklärung von Reaktionsmechanismen (gesamt)100 min.

ChemieOrganische ChemieReaktionsmechanismen

Diese Lerneinheit beschäftigt sich mit dem Teilgebiet der Isotopenmarkierung des Themengebietes: "Prinzipien und Methoden zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen organischer Reaktionen".

Isotope werden zwei Atome (oder Ionen) genannt, die die gleiche Anzahl von Protonen haben, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen.

Isotope haben die gleiche Ordnungszahl Z (und das gleiche Symbol!), aber unterschiedliche Massenzahlen A

.

Beispiel

Es gibt auf der Erde die folgenden Eisenisotope: $_{26}^{53}Fe$ , $_{26}^{56}Fe$ , $_{26}^{57}Fe$ und $_{26}^{58}Fe$

Isotope haben die gleiche Anzahl von Protonen, also die gleiche Anzahl von Elektronen, und weil ja Elektronen die chemischen Eigenschaften bestimmen k�nnen wir sagen, dass zwei Isotope fast identische chemische Eigenschaften haben. Zwei Isotope k�nnen nicht getrennt werden durch chemische Reaktionen. W�hrend der Geschichte der Erde wusste keine chemische Reaktion zu unterscheiden zwischen den Isotopen eines Elements. Deshalb werden diese Isotope mit dem gleichen Prozentsatzverteilt �berall auf der Erde gefunden. Einige Elemente, die normalerweise in die Biochemie unseres K�rpers eingreifen(zB Jod in der Schilddr�se) haben radioaktive und f�r den K�rper sch�dliche Isotope Unser K�rper kann nicht den Unterschied zwischen normalem Isotop und radioaktivem Isotop machen, er speichert das sch�dliche Isotop mit dem normalen Isotop, wenn es diesem ausgesetzt ist.

Neudefinition des chemischen Elements

Es wird notwendig sein, das chemische Element neu zu definieren:

Ein chemisches Element ist die Menge der Atome, die die gleiche Ordnungszahl haben.

Ein Element enth�lt daher alle Isotope der gleichen Ordnungszahl Z, wobei alle Atome die gleichen chemischen Eigenschaften haben und das gleiche Symbol haben!

Beispiel

Das Chlorelement enth�lt alle Atome $ Cl_{17}^{35} $ und $ Cl_{17}^{37} $. Dies sind die einzigen Atome mit Z = 17, die existieren.

Berechnung der Atommasse

Masse von einem Mol Nukleonen (Protonen oder Neutronen): Da die Masse eines $ p^+ $ oder eines $ n^o $ ungef�hr $ \frac{1}{6 \cdot 10^{23}} $ g ist, hat ein Mol von $ p^+ $ oder $ n^o $ eine ungef�hre Masse von $ \frac{1}{6 \cdot 10^{23}} 6 \cdot 10^{23} $ = $ 1 \; g $

Molmasse eines Isotops Ein Isotop hat A (= seine Massenzahl) Nukleonen, ein Mol Atome eines Isotops hat daher eine Masse von A $ \cdot \;1\; = \; A \; g $.

Beispiel

Ein Mol Atome von $ Fe _{26}^{53} $ hat zB eine Masse von $53\cdot 1$ $ = $ $53\;g$

Atommasse eines chemischen Elements (= Masse von einem Mol Atomen dieses Elements) Da das chemische Element oft aus mehreren Isotopen besteht, die mit unterschiedlichen Anteilen auf der Erde existieren,

ist die atomare Masse eines Elements die durchschnittliche Masse von einem Mol seiner Isotope, unter Ber�cksichtigung ihrer jeweiligen Prozents�tze.

Beispiel

Die Isotope von Chlor, die auf der Erde existieren, sind mit den folgenden Prozents�tzen beteiligt: $_{17}^{35}Cl$ $(75,78\%)$ $_{17}^{37}Cl$ $(24,22\%)$ Daher ht man: M(Cl) = atomare Masse von Chlor = Masse eines Mols von Chloratomen= Masse von $\frac{75,78}{100}$ Mol $_{17}^{35}Cl$ + Masse vlon $\frac{24,22}{100}$ Mol $_{17}^{37}Cl$ $=$ $\frac{75,78}{100}\cdot35$ $+$ $\frac{24,22}{100}\cdot 37$ $\approx$ $35,48\frac{g}{mol}$

Warum haben Isotope den gleichen Platz im Periodensystem die Elemente?

Da die Isotope in der Anzahl von Protonen und damit auch von Elektronen übereinstimmen, verhalten sie sich chemisch gleich und gehören zum selben chemischen Element. Sie sind deshalb im Periodensystem der Elemente an der gleichen Stelle einzuordnen.

Haben Isotope gleiche Eigenschaften?

Isotope sind Atome eines Elements, die eine gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen haben, sich jedoch in der Anzahl von Neutronen unterscheiden. Der Unterschied der Neutronenanzahl führt zu einer unterschiedlichen Atommasse. Du kannst Isotope in langlebige (stabile) und kurzlebige (instabile) Isotope unterteilen.

Warum kann man Isotope eines Element nicht mit chemischen Methoden voneinander trennen?

Verschiedene Isotope eines Elements lassen sich nur schwer voneinander trennen. Es ist nicht möglich, eine vollständige Trennung mit chemischen Methoden in einem Schritt durchzuführen, da Isotope eines Elements die gleichen chemischen Eigenschaften aufweisen.

Warum sind manche Isotope instabil?

Ein Isotop ist radioaktiv beziehungsweise instabil, wenn ein ungünstiges Verhältnis von Protonen- zu Neutronenanzahl im Atomkern vorherrscht. Das heißt, wenn es zu viele Neutronen oder zu viele Protonen gibt.