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Atommassen

Dalton hatte in seinem Atommodell gesagt, dass sich die Atome der Elemente durch ihre Massen unterscheiden. Als dann das Periodensystem aufgestellt wurde, wurden die Elemente nach ihren Atommassen angeordnet.
Wie kann man denn die Massen von Atomen exakt messen. Wir erwarten sehr sehr kleine Massen, denn die Atome sind extrem klein. Sie sind so klein, dass man sie nicht mit normalen Lichtmikroskopen sehen kann, sondern nur mit spezilellen Mikroskopen - den Raster-Tunnel-Mikroskopen.

Heute können Atommassen mit Hilfe von Massenspektrometern gemessen werden:

Zunächst wird darin die Probe verdampft und die Atome ionisiert. Der dabei erzeugte Ionenstrahl wird beschleunigt und durch ein Magnetfeld geschickt. Dabei werden die Ionen nach ihrer Masse unterschiedlich abgelenkt. Die massereichen Teilchen werden nicht so stark abgelenkt wie die masseärmeren. Die Teilchen treffen auf einen Detektor und werden nachgewiesen. Aus dem Ort, an dem sie auf dem Detektor einschlagen lässt sich die Masse berechnen.
Für Wasserstoffatome konnte man so ermitteln, dass sie eine Masse von 1,674 x 10^-24g besitzen.
Diese Masse ist extrem klein und wird in dezimaler Darstellung so geschrieben:
0,000000000000000000000001674g.
Solche Zahlenwerte zeigen, dass die Einheit Gramm für Atome ungeeignet ist. Deshalb hat man eine neue Masseneinheit u für Atome definiert:
atomare Masseneinheit u = 1,6605 x 10^-24g.
Diese Einheit ist nicht willkürlich gewählt worden, sondern entspricht einem Zwölftel der Masse des Kohlenstoffisotops ¹²C. Mann verwendete dieses Element, weil es mit sehr vielen Elementen des Periodensystems reagiert. Dadurch konnte man die Massen der anderen Elemente leichter berechnen.
Im Periodensystem wird die Atommasse der Elemente immer in u angegeben. Z.B. ergibt sich für das Wassertstoffatom eine Masse von 1,008u.
Dazu muss man nur die Masse des Atoms in Gramm durch die atomare Masseneinheit dividieren:
Atommasse in g: 1,674g / 1,6605 g = 1,008u
Umgekehrt kann man mit Hilfe der im PSE angegebenen Atommasse in u jederzeit die Masse in Gramm ausrechnen: Atommasse in u einfach mit u multiplizieren:
z.B. Aluminium
Atommasse in u: 26,982
Atommasse in g: 26,982 x 1,6605 x 10^-24g = 4,48 x 10^-23g.