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Sechs Nuklide im Vergleich
AFB IIEin Nuklid ist durch die Zahl seiner Protonen und Neutronen eindeutig festgelegt. Aus \(Z\) und \(A\) lassen sich alle weiteren kennzeichnenden Größen berechnen (Material M1).
M1Sechs Nuklide aus Umwelt, Medizin und Technik
| Nuklid | \(Z\) | \(A\) | bekannt aus … |
|---|---|---|---|
| \({}^{12}_{\ 6}\mathrm{C}\) | 6 | 12 | stabiler Kohlenstoff |
| \({}^{13}_{\ 6}\mathrm{C}\) | 6 | 13 | stabiler Kohlenstoff |
| \({}^{14}_{\ 6}\mathrm{C}\) | 6 | 14 | Altersbestimmung |
| \({}^{14}_{\ 7}\mathrm{N}\) | 7 | 14 | Luftstickstoff |
| \({}^{40}_{19}\mathrm{K}\) | 19 | 40 | natürliche Radioaktivität des Körpers |
| \({}^{137}_{\ 55}\mathrm{Cs}\) | 55 | 137 | Reaktorunfälle |
Konstanten: \(u=1{,}6605\cdot10^{-27}\ \mathrm{kg}\), \(e=1{,}602\cdot10^{-19}\ \mathrm{C}\).
- Berechnen Sie für \({}^{40}_{19}\mathrm{K}\) und \({}^{137}_{\ 55}\mathrm{Cs}\) jeweils die Neutronenzahl \(N\), die Kernladung \(Q\) und näherungsweise die Kernmasse \(m\).
- Ordnen Sie aus M1 je ein Paar von Isotopen, von Isobaren und von Isotonen zu und beschreiben Sie, wie die drei Paare jeweils auf der Nuklidkarte liegen.
- \({}^{12}\mathrm{C}\) ist stabil, \({}^{14}\mathrm{C}\) dagegen radioaktiv. Erklären Sie, warum sich die beiden Nuklide chemisch dennoch nicht voneinander trennen lassen.
Hinweis zu Aufgabe a)
\(N=A-Z\), \(Q=Z\cdot e\), \(m\approx A\cdot u\). Achte auf die Zehnerpotenzen und gib jedes Ergebnis mit Einheit an.
Hinweis zu Aufgabe b)
Isotope: gleiches \(Z\). Isobare: gleiches \(A\). Isotone: gleiches \(N\) — dafür musst du \(N\) erst ausrechnen.
Hinweis zu Aufgabe c)
Wovon hängt das chemische Verhalten eines Atoms ab — vom Kern oder von der Hülle? Und wodurch wird die Zahl der Hüllenelektronen im neutralen Atom festgelegt?