Posted in: Chemie 15. Dezember 2010 22:03 Weiter lesen →

Mehr Vielfalt im Periodensystem

Foto zeigt lachenden Mann mit Brille vor einem Periodensystem im Wandformat Eine kleine Revolution steht der Welt der Chemie bevor. An mehreren Plätzen im Periodensystem der Elemente soll die Masse künftig nicht mehr als Durchschnittswert angegeben werden, sondern als Intervall. Die Internationale Union für reine und angewandte Chemie will auf diese Weise verdeutlichen, dass der Mix unterschiedlich schwerer Atome eines Elements je nach seiner Vorgeschichte variieren kann.

Michael Wieser von der University of Calgary. Foto: Riley Brandt/University of Calgary

Betroffen von der Neuerung sind die Elemente Wasserstoff, Lithium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Silizium, Schwefel, Chlor und Thallium.

„Seit mehr als anderthalb Jahrhunderten lernen Schüler und Studenten, einen einzigen standardisierten Wert für die relative Atommasse zu nutzen“, erklärt Tyler Coplen vom US Geological Survey. „Im Zuge des technischen Fortschritts haben wir allerdings entdeckt, dass die Werte in unseren Tabellen nicht so unveränderlich sind wie ehedem angenommen“, ergänzt sein Kollege Michael Wieser von der University of Calgary.

Im Periodensystem sind die Massen der Elemente in einer Einheit angegeben, die ungefähr der Masse eines Kernbausteins entspricht. Die Werte sind jedoch nur selten glatte Zahlen. Der Grund ist, dass die Atome der meisten Elemente natürlicherweise in verschiedenen Varianten vorkommen. So gibt es neben dem „typischen“ Sauerstoffatom mit acht Protonen und acht Neutronen im Kern auch schwerere Isotope mit neun oder zehn Neutronen. Der Wert im Periodensystem ist der Mittelwert der jeweiligen Massen, gewichtet nach der Häufigkeit der Isotope.

Allerdings kann auch die Häufigkeit der einzelnen Isotope variieren. Beispielsweise legen einige Pflanzen bei der Photosynthese eine besondere Vorliebe für schweren Kohlenstoff-13 an den Tag, Regenwasser kann je nach der Lufttemperatur und dem Weg der Wolken unterschiedlich viel schweren Sauerstoff-18 enthalten und Raubtiere in den obersten Etagen des Nahrungsnetzes enthalten besonders viel schweren Stickstoff-15.

Die von Coplen und Wieser im Fachblatt „Pure and Applied Chemistry“ vorgestellte Intervallangabe soll dieser Variabilität Rechnung tragen. Zwar sehen die beiden Forscher vor allem die Vorteile für das Verständnis der Chemie. „Für Lehrer und Schüler und Studenten könnte es allerdings eine ziemliche Herausforderung bedeuten, für chemische Berechnungen einen Wert aus einem Intervall auszuwählen“, räumt Coplen ein.

Forschung: Michael E. Wieser, Department of Physics and Astronomy, University of Calgary, Calgary, und Tyler B. Coplen, US Geological Survey, Reston

Veröffentlichung Pure and Applied Chemistry, DOI 10.1351/PAC-REP-10-09-14

WWW:
Isotope Science Laboratory, University of Calgary
Reston Stable Isotope Laboratory, US Geological Survey
IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
Atomic Weight

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1 Kommentar zu "Mehr Vielfalt im Periodensystem"

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  1. Eduard sagt:

    Richtig und endlich, denn unterschiedliche Masseanzahl eines gleichen Elements verursacht meiner Meinung nach auch eine unterschiedliche Wirkung bzw. Wirkleistung auf ein anderes subatomares Teilchen. Die Forschung steckt zwar noch in den Kinderschuhen, einen relativ exakteren Wert der Atommase für wissenschaftlich Darstellungen zu ermöglichen. Wir befinden uns dennoch auf den richtigen Weg! Bin mir sicher, dass sobald ein besser funktionierendes System entwickelt wurde, was die Daten in beinaher Echtzeit darzustellen vermag entwickelt wurde, werden wir es leichter haben, stabilere synthetisch hergestellte molekulare Gebilde herzustellen. Vielleicht kommen die Wissenschaft auch irgendwann drauf, das Vakuum ins Periodensystem aufzunehmen, sobald irgendwelche Messwerte dieser gasförmigen Flüssigkeit entdeckt wurde, denn ich glaube kaum, dass wir dieser Materie, die vielleicht aus sub-subquarksen bestehen könnte eine Eigene Tabelle widmen.Oder?