Ein Ausweis für das Atom
Ein Atomsymbol fasst die Identität eines Atoms kompakt zusammen. Ähnlich wie ein Schülerausweis einen Namen und eine Kennnummer trägt, enthält es das , die und die .
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Ein Atomsymbol fasst die Identität eines Atoms kompakt zusammen. Ähnlich wie ein Schülerausweis einen Namen und eine Kennnummer trägt, enthält es das , die und die .
OpenStax erklärt im Abschnitt Atomic Structure and Symbolism: Die Ordnungszahl gibt die Protonenzahl an, die Massenzahl zählt Protonen und Neutronen zusammen.
Die in der Grundlagenchemie üblicherweise verwendete Notation ist:
Die Zeichen bedeuten:
Wähle unten ein Atom und achte auf die Position der beiden Zahlen. Die Zahl oben links ist kein Exponent, die Zahl unten links kein Teiler. Ihre Position zeigt vielmehr, welche Teilchenzahl gemeint ist.
Die Ordnungszahl wird als geschrieben. Diese Zahl entspricht der Anzahl der Protonen im Kern.
Bei einem neutralen Atom ist die Elektronenzahl gleich der Protonenzahl. Neutral bedeutet, dass sich die gesamte positive und negative Ladung ausgleicht.
Die Massenzahl wird als geschrieben. Diese Zahl zählt Protonen und Neutronen im Kern.
Sind Massenzahl und Ordnungszahl bekannt, ergibt sich die Neutronenzahl aus ihrer Differenz:
Für ein Kohlenstoffatom mit der Massenzahl lautet das Symbol:
Aus dem Symbol lässt sich ablesen:
Ist dieses -Atom neutral, besitzt es außerdem Elektronen.
Im Periodensystem stehen häufig Dezimalwerte, etwa die relative Atommasse von Kohlenstoff mit ungefähr . Diese Dezimalzahl ist nicht die Massenzahl eines bestimmten Kohlenstoffatoms.
Die NIST-Spaltenhinweise erklären, dass die relative Atommasse eines Elements von den Isotopenmassen und der Isotopenzusammensetzung abhängt. Die NIST-Hinweise erläutern außerdem, dass diese Zusammensetzung je nach Herkunft und Behandlung des Materials variieren kann.
Die beiden Größen müssen deshalb getrennt bleiben:
| Gelesene Größe | Typische Form | Bedeutung |
|---|---|---|
| Massenzahl | Eine ganze Zahl, etwa in | Die Anzahl der Protonen plus Neutronen in einem bestimmten Atom. |
| Relative Atommasse | Oftmals dezimal, etwa für Kohlenstoff | Eine nach der Isotopenzusammensetzung des dargestellten Materials gewichtete Masse. |
Diese Unterscheidung verbindet drei häufige Fälle: Atomsymbole geben Protonen- und Neutronenzahl an, bei Ionen ändert sich die Elektronenzahl, bei Isotopen die Neutronenzahl. Die Identität des Elements bleibt durch die Protonenzahl bestimmt.
Elementsymbole bestehen normalerweise aus einem oder zwei Buchstaben. Der erste Buchstabe ist immer ein Großbuchstabe und der zweite Buchstabe, falls vorhanden, ein Kleinbuchstabe.
| Schreibweise | Lesart |
|---|---|
| Kohlenstoff | |
| Chlor | |
| Kobalt | |
| Kein einzelnes Element, sondern die Formel für Kohlenmonoxid |
OpenStax nutzt genau diesen Unterschied als Beispiel: steht für Kobalt, für die Verbindung Kohlenmonoxid. Groß- und Kleinschreibung ist hier keine Dekoration. Ein einziger Buchstabe kann die chemische Bedeutung verändern.
Das Periodensystem der Elemente der IUPAC führt die offiziell geprüften Elementsymbole und relativen Atommassen auf.