Warum ist die Massenzahl eine ganze Zahl, die relative Masse jedoch nicht?

Warum ist die Massenzahl immer eine ganze Zahl, die relative Atommasse aber nicht?

Im Reich der Atome begegnen uns zwei Begriffe, die leicht zu verwechseln sind, aber unterschiedliche Bedeutungen haben: die Massenzahl und die relative Atommasse. Beide Zahlen geben uns Informationen über die Masse eines Atoms, doch während die Massenzahl immer eine ganze Zahl ist, ist die relative Atommasse oft eine Dezimalzahl.

Der Grund dafür liegt in der Natur der Atome selbst. Die Massenzahl eines Atoms ist eine einfache Addition: Sie entspricht der Gesamtzahl der Protonen und Neutronen im Atomkern. Da Protonen und Neutronen die einzigen Teilchen im Atomkern sind, die signifikant zur Masse beitragen, und es keine halben Protonen oder Neutronen gibt, ist die Massenzahl immer eine ganze Zahl.

Die relative Atommasse hingegen berücksichtigt ein wichtiges Detail: die Existenz von Isotopen. Isotope sind Atome desselben Elements, die zwar die gleiche Anzahl an Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl an Neutronen besitzen. Das bedeutet, sie haben die gleiche Ordnungszahl, aber unterschiedliche Massenzahlen.

Nehmen wir als Beispiel Chlor: In der Natur kommt Chlor hauptsächlich in Form von zwei Isotopen vor: Chlor-35 und Chlor-37. Chlor-35 besitzt 17 Protonen und 18 Neutronen (Massenzahl 35), während Chlor-37 17 Protonen und 20 Neutronen (Massenzahl 37) besitzt.

Die relative Atommasse von Chlor ist nun nicht einfach der Durchschnitt von 35 und 37, sondern ein gewichteter Durchschnitt, der die natürliche Häufigkeit der Isotope berücksichtigt. Da Chlor-35 in der Natur häufiger vorkommt als Chlor-37, liegt die relative Atommasse von Chlor näher an 35 als an 37 – nämlich bei 35,45.

Die relative Atommasse gibt uns also eine genauere Darstellung der Masse eines Elements in der Natur, da sie die Existenz und Häufigkeit der verschiedenen Isotope berücksichtigt. Sie ist ein wichtiger Wert in der Chemie und Physik, da sie für Berechnungen in der Stöchiometrie, Thermodynamik und vielen anderen Bereichen unerlässlich ist.