Wo befindet sich die meiste Masse eines Atoms?

Über 99,9 Prozent der Masse eines Atoms befinden sich im Kern. Die Protonen und Neutronen im Zentrum des Atoms sind etwa 2.000-mal schwerer als die umkreisenden Elektronen. Da die Elektronen im Vergleich so leicht sind, machen sie nur einen winzigen Bruchteil eines Prozents des Gesamtgewichts des Atoms aus.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Der größte Teil der Masse eines Atoms befindet sich im Kern.

Einzelne Atome haben extrem kleine Massen, und daraus folgt, dass die Teilchen, aus denen ein Atom besteht, noch kleinere Massen haben. Ein Proton wiegt zum Beispiel 1,673 x 10^-24 G. Das Neutron ist mit 1,675 x 10. etwas schwerer^-24 G. Ein Elektron ist mit 9,11 x 10. viel leichter^-28 G.

Elektrisch neutrale Atome haben eine gleiche Anzahl von Protonen und Elektronen. Die Ladung jedes Elektrons ist gleich groß wie die des Protons, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen. Protonen haben eine positive Ladung; Elektronen sind negativ. Die Anzahl der Neutronen ist etwas schwieriger zu definieren, da sie sogar für Atome desselben Elements unterschiedlich sein kann. Kohlenstoff-12 hat beispielsweise sechs Protonen und sechs Neutronen; der radioaktive Kohlenstoff-14-Kern hat sechs Protonen und acht Neutronen. Atome haben den größten Teil ihrer Masse im Kern, nicht nur, weil Protonen und Neutronen schwerer sind als Elektronen, sondern auch, weil Protonen und Neutronen zusammen etwa 2:1 zahlenmäßig den Elektronen überlegen sind.

Atome desselben Elements können unterschiedliche Neutronenzahlen haben. Chemiker nennen diese verwandten Atome Isotope. Die Anzahl der Isotope variiert für jedes Element. Zinn ist der Isotopen-Champion mit 63, während Wasserstoff die wenigsten hat – drei. Chemiker bestimmen die Masse jedes Isotops, indem sie die Protonen und Neutronen zählen. Sie ignorieren die Elektronen, weil ihre Masse im Vergleich dazu so klein ist. Der Einfachheit halber haben Chemiker die Atommasseneinheit (AMU) zur Messung des Atomgewichts entwickelt. Es ist definiert als 1/12 der Masse des Kohlenstoff-12-Atoms, also beträgt die Atommasse von Kohlenstoff-12 12. Wegen des geringen Massenunterschieds von Proton und Neutron sowie aus anderen Gründen lassen sich die Atommassen der meisten anderen Elemente und Isotope nicht auf ganze Zahlen umrechnen.

Wenn Sie die Atommasse eines Elements im Periodensystem nachschlagen, ist die Zahl, die Sie sehen, der Durchschnitt aller Isotope des Elements. Der Durchschnitt wird an die relative Häufigkeit jedes Isotops angepasst. Infolgedessen haben seltene Isotope eine geringere Wirkung und häufige haben im Durchschnitt eine größere Wirkung. Zum Beispiel beträgt die durchschnittliche Atommasse für Kohlenstoff nicht genau 12, sondern 12,01. Die schwereren Isotope wie Kohlenstoff-13 und Kohlenstoff-14 existieren in winzigen Mengen, die die durchschnittliche Masse leicht erhöhen.

Für jedes Element im Periodensystem ist die Zahl über dem Elementsymbol die Ordnungszahl. Dies ist einfach die Anzahl der Protonen für das Element. Im Gegensatz zur Atommasse ist die Ordnungszahl für jedes Isotop gleich und ist immer eine ganze Zahl.