Rutherford-Versuch und Isotope

Du deutest Streubeobachtungen und unterscheidest Massenzahl und Atommasse.

Ein kleiner, massereicher Kern

Beim Rutherfordschen Streuversuch passieren die meisten α-Teilchen eine dünne Metallfolie, wenige werden stark abgelenkt. Das spricht für einen kleinen positiv geladenen Kern und eine im Vergleich große Hülle. Der Versuch erklärt nicht allein alle Eigenschaften der Elektronenhülle.

Isotope und mittlere Atommasse

Isotope besitzen dieselbe Protonenzahl, aber unterschiedliche Neutronenzahlen. Die Massenzahl eines Isotops ist eine ganze Zahl. Die relative Atommasse im PSE berücksichtigt dagegen häufig verschiedene Isotope und ihre Häufigkeiten.

Zusammenhänge verstehen

Rutherfords Streuversuch zeigte: Die positive Ladung und fast die ganze Masse sind in einem sehr kleinen Kern konzentriert. Die meisten Teilchen durchdrangen die Folie, wenige wurden stark abgelenkt. Das Experiment beschreibt nicht bereits sämtliche Details der Elektronenhülle oder jede Isotopeneigenschaft.

Ausgearbeitetes Beispiel

Vergleiche Chlor-35 und Chlor-37 bei Z = 17.

  1. Beide Isotope besitzen 17 Protonen und gehören deshalb zum selben Element.

  2. Berechne die Neutronenzahlen: 35 − 17 = 18; 37 − 17 = 20.

  3. Bei neutralen Atomen beträgt die Elektronenzahl in beiden Fällen 17.

Ergebnis: Die Isotope unterscheiden sich in der Neutronenzahl, nicht in der Protonenzahl.

Teilchenzahlen selbst verändern

Ändere eine Teilchenzahl und vergleiche Elementsorte, Massenzahl und Ladung. Dieses Zählmodell zeigt keine Elektronenbahnen und behauptet nicht, dass jede Kombination stabil existiert.

Kohlenstoff (C) · Massenzahl 12 · Ladung 0

Typischen Fehler vermeiden

Die Massenzahl eines einzelnen Isotops ist ganzzahlig. Eine mittlere Atommasse im Periodensystem darf nicht als genaue Neutronenzahl eines einzelnen Atoms gelesen werden.

Prüfe dein Verständnis

Wie viele Neutronen besitzt Kohlenstoff-13 mit Z = 6?

Lösung und Begründung

7

13 − 6 = 7 Neutronen.

Lehrplanbezug

Diese Einheit behandelt einen Teil der jeweiligen Kompetenzen. Die passende Klasse findest du im Lernpfad.