Atommassenkalkulator - Finden Sie Elementargewichte sofort

Was ist die Atommasse?

Die Atommasse ist die durchschnittliche Masse eines Atoms eines chemischen Elements, gemessen in atomaren Masseneinheiten (u). Dieser Rechner schlägt die Atommasse jedes Elements anhand seines Namens oder chemischen Symbols nach, etwa „Sauerstoff“ oder „O“.

Eine atomare Masseneinheit ist genau definiert als 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms. Die meisten Elemente kommen in der Natur als Gemisch von Isotopen vor, also von Atomen mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl. Die im Periodensystem angegebene Atommasse ist der gewichtete Mittelwert dieser Isotope, abhängig davon, wie häufig jedes einzelne ist.

Da es ein Durchschnittswert ist, ist die Atommasse selten eine ganze Zahl. Chlor hat zum Beispiel eine Atommasse von 35,45 u, obwohl jedes Chloratom entweder 35 oder 37 Nukleonen hat.

Formel der Atommasse

Die durchschnittliche Atommasse eines Elements wird berechnet, indem man die Masse jedes Isotops mit seiner natürlichen Häufigkeit multipliziert und die Ergebnisse dann addiert:

$\text{Atommasse} = \sum_{i} (f_i \times m_i)$

Dabei ist $f_i$ der Anteil der Atome, die das Isotop $i$ sind (als Dezimalzahl geschrieben), und $m_i$ ist die Masse dieses Isotops in atomaren Masseneinheiten. Die Summe umfasst jedes in der Natur vorkommende Isotop des Elements.

Chlor

Natürliches Chlor besteht zu etwa 75,77 % aus Chlor-35 (Masse 34,97 u) und zu 24,23 % aus Chlor-37 (Masse 36,97 u). Mit der Formel ergibt sich:

$(0.7577 \times 34.97) + (0.2423 \times 36.97) \approx 35.45 \text{ u}$

Das entspricht dem im Periodensystem angegebenen Wert, den der Rechner liefert, wenn man nach „Chlor“ oder „Cl“ sucht.

Die Werte in diesem Rechner stammen aus den gekürzten Standard-Atomgewichten von 2024, die die Internationale Union für reine und angewandte Chemie (IUPAC) über ihre Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW) veröffentlicht. Argon hat zum Beispiel 39,95 u und Zirconium 91,222 u.

So verwenden Sie den Rechner für Elementmassen

1. Geben Sie im Eingabefeld den Namen eines Elements (zum Beispiel „Wasserstoff“) oder sein Symbol (zum Beispiel „H“) ein.
2. Der Rechner zeigt Name, Symbol, Ordnungszahl und Atommasse des Elements an.
3. Kopieren Sie den Wert der Atommasse mit der Kopierschaltfläche.

Die Suche unterscheidet nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung. Sie findet Namen und Symbole unabhängig von der Schreibweise, sodass „eisen“, „Eisen“, „Fe“, „fe“ und „FE“ alle dasselbe Ergebnis liefern: Eisen, Ordnungszahl 26, Atommasse 55,845 u.

Schnelle Beispiele

Warum die Atommasse wichtig ist

Molekulargewicht berechnen

Die Atommasse ist die Grundlage für das Molekulargewicht, die Masse eines ganzen Moleküls. Um es zu bestimmen, multiplizieren Sie die Atommasse jedes Elements mit der Anzahl seiner Atome im Molekül und addieren dann die Summen.

Wasser (H₂O) hat zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom:

$(2 \times 1.008) + (1 \times 15.999) = 18.015 \text{ u}$

Kohlendioxid (CO₂) hat ein Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatome:

$(1 \times 12.011) + (2 \times 15.999) = 44.009 \text{ u}$

Lösungen ansetzen

Chemiker nutzen das Molekulargewicht, um Verbindungen für eine Lösung bekannter Konzentration abzuwiegen. Bei Natriumchlorid (NaCl) trägt Natrium 22,990 u bei und Chlor 35,45 u, was ein Molekulargewicht von 58,44 g/mol ergibt. Für einen Liter einer 1-molaren (1 M) NaCl-Lösung müssen 58,44 Gramm Salz abgewogen werden.

Von Atomen zu Gramm

Ein Mol eines beliebigen Elements wiegt so viele Gramm wie seine Atommasse und enthält etwa 6,022 × 10²³ Atome, eine Größe, die als Avogadro-Zahl bekannt ist. Diese Beziehung verbindet die mikroskopische Welt der Atome mit Massen, die sich auf einer Laborwaage messen lassen, und liegt den meisten Berechnungen der Stöchiometrie zugrunde, dem Teilgebiet der Chemie, das sich mit den Stoffmengen in Reaktionen befasst.

Eine kurze Geschichte der Atommasse

Im Jahr 1803 veröffentlichte John Dalton die erste Tabelle der Atomgewichte, in der er Wasserstoff gleich 1 setzte und die anderen Elemente darauf bezog. Als Dmitri Mendelejew 1869 das Periodensystem aufstellte und die Elemente nach Atomgewicht ordnete, schienen einige Elemente an der falschen Stelle zu stehen. Dieses Rätsel wurde erst Jahrzehnte später gelöst, als man die Isotope entdeckte.

Im Jahr 1961 einigten sich Wissenschaftler darauf, Kohlenstoff-12 als genau 12 u zu definieren, und lösten damit frühere Standards auf Grundlage von Sauerstoff ab. Dies ist bis heute die Bezugsgröße. Die IUPAC überprüft Messungen der Atomgewichte regelmäßig und aktualisiert die Standardwerte, wenn neue Erkenntnisse dies rechtfertigen, wobei die Änderungen meist zu klein sind, um gewöhnliche Berechnungen zu beeinflussen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Atommasse und Atomgewicht?

Streng genommen bezeichnet die Atommasse die Masse eines einzelnen Atoms oder Isotops, während das Atomgewicht der gewichtete Mittelwert über alle natürlich vorkommenden Isotope eines Elements ist. Im alltäglichen Gebrauch, auch in Periodensystemen, werden beide Begriffe als Synonyme behandelt.

Warum sind Atommassen keine ganzen Zahlen?

Weil sie Durchschnittswerte aus zwei oder mehr Isotopen mit unterschiedlichen Massen sind. Die Atommasse von Chlor von 35,45 u liegt zwischen den beiden häufigen Isotopen Chlor-35 und Chlor-37, weil beide in der Natur in unterschiedlichen Anteilen vorkommen.

Was bedeutet es, wenn eine Atommasse ohne Dezimalstellen angegeben ist, wie bei Technetium mit 98?

Einige radioaktive Elemente, etwa Technetium und Plutonium, haben kein Standard-Atomgewicht, weil es für sie kein stabiles natürliches Isotopengemisch gibt, über das sich mitteln ließe. Für diese zeigt der Rechner die Massenzahl des stabilsten Isotops, also des bekannten Isotops mit der längsten Lebensdauer. Plutonium zeigt 244, Hassium 269 und Flerovium 290.

Unterscheidet die Elementsuche zwischen Groß- und Kleinschreibung?

Nein. Die Eingabe „fe“, „Fe“ oder „FE“ liefert jeweils Eisen, und dasselbe gilt für Elementnamen.

Wie finde ich das Molekulargewicht einer Verbindung?

Multiplizieren Sie die Atommasse jedes Elements mit der Anzahl, wie oft es in der Formel vorkommt, und addieren Sie dann die Ergebnisse. Für Wasser ist das (2 × 1,008) + 15,999 = 18,015 u.

Woher stammen diese Atommassen?

Sie folgen den gekürzten Standard-Atomgewichten von 2024, die von der CIAAW der IUPAC veröffentlicht werden, der internationalen Stelle, die diese Werte festlegt. Radioaktive Elemente ohne Standardwert verwenden die Liste der stabilsten Isotope der CIAAW.

Referenzen

1. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW). Frequently Asked Questions. CIAAW-FAQ — Das Atomgewicht ist die durchschnittliche Masse der Atome eines Elements im Verhältnis zu 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms.
2. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW). Atomic Weight of Chlorine. CIAAW zu Chlor — Chlor-35 (34,968 8527 Da) macht 0,755 bis 0,761 und Chlor-37 (36,965 9026 Da) 0,239 bis 0,245 des natürlichen Chlors aus.
3. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW). Abridged Standard Atomic Weights. CIAAW-Kurztabelle — Standardwerte wie Sauerstoff 15,999, Kohlenstoff 12,011, Eisen 55,845, Natrium 22,990, Argon 39,95 und Zirconium 91,222.
4. National Institute of Standards and Technology. CODATA value: Avogadro constant. NIST-CODATA-Avogadro-Konstante — 6,022 140 76 × 10²³ mol⁻¹.
5. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights (CIAAW). Radioactive Elements. CIAAW zu radioaktiven Elementen — Radioaktive Elemente haben kein Standard-Atomgewicht; Massenzahlen der stabilsten Isotope aus NUBASE2020, z. B. Plutonium 244, Hassium 269 und Flerovium 290.