Ganzzahlregel - Whole number rule

Francis W. Aston erhielt 1922 den Nobelpreis für Chemie für seine Verkündung der Ganzzahlregel.

In der Chemie , die ganze Zahl Regel besagt , dass die Massen der Isotope sind ganz Zahl Vielfachen der Masse des Wasserstoffatoms. Die Regel ist eine modifizierte Version von Prouts Hypothese aus dem Jahr 1815, die besagt , dass Atomgewichte ein Vielfaches des Gewichts des Wasserstoffatoms sind. Sie ist auch als Ganzzahlregel von Aston bekannt , nachdem Francis W. Aston, der 1922 den Nobelpreis für Chemie erhielt, "für seine Entdeckung von Isotopen in einer Vielzahl nicht radioaktiver Elemente mit Hilfe seines Massenspektrographen und für seine Aussprache der Ganzzahlregel."

Gesetz von bestimmten Proportionen

John Daltons Liste der Atomgewichte und -symbole

Das Gesetz der bestimmten Proportionen wurde um 1800 von Joseph Proust formuliert und besagt, dass alle Proben einer chemischen Verbindung die gleiche elementare Massenzusammensetzung haben. Die Atomtheorie von John Dalton erweiterte dieses Konzept und erklärte die Materie als aus diskreten Atomen bestehend mit einer Atomart für jedes Element, die in festen Anteilen zu Verbindungen kombiniert wurden.

Prouts Hypothese

Im Jahr 1815 berichtete William Prout über seine Beobachtung, dass die Atomgewichte der Elemente ganze Vielfache des Atomgewichts von Wasserstoff waren . Er stellte dann die Hypothese auf, dass das Wasserstoffatom das grundlegende Objekt sei und dass die anderen Elemente eine Kombination aus unterschiedlich vielen Wasserstoffatomen seien.

Astons Entdeckung der Isotope

1920 demonstrierte Francis W. Aston mit Hilfe eines Massenspektrometers, dass scheinbare Abweichungen von Prouts Hypothese überwiegend auf die Existenz von Isotopen zurückzuführen sind . Aston entdeckte beispielsweise, dass Neon zwei Isotope mit Massen sehr nahe bei 20 und 22 gemäß der Ganzzahlregel hat, und schlug vor, dass der nicht ganzzahlige Wert 20,2 für das Atomgewicht von Neon auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass natürliches Neon a . ist Mischung aus etwa 90 % Neon-20 und 10 % Neon-22). Eine sekundäre Ursache für Abweichungen ist die Bindungsenergie oder der Massendefekt der einzelnen Isotope.

Entdeckung des Neutrons

Hauptartikel: Entdeckung des Neutrons
James Chadwick, Entdecker des Neutrons, mit General Leslie Groves , Direktor des Manhattan-Projekts .

In den 1920er Jahren dachte man, dass der Atomkern aus Protonen und Elektronen besteht, was die Diskrepanz zwischen der Ordnungszahl eines Atoms und seiner Atommasse erklären würde . 1932 entdeckte James Chadwick ein ungeladenes Teilchen von ungefähr der Masse als Proton, das er Neutron nannte . Die Tatsache, dass der Atomkern aus Protonen und Neutronen besteht, wurde schnell akzeptiert und Chadwick erhielt für seine Entdeckung 1935 den Nobelpreis für Physik .

Die moderne Form der Ganzzahlregel ist, dass die Atommasse eines gegebenen elementaren Isotops ungefähr der Massenzahl (Anzahl der Protonen plus Neutronen) mal einer atomaren Masseneinheit (ungefähre Masse eines Protons, Neutrons oder Wasserstoff-1-Atoms) entspricht. . Diese Regel sagt die Atommasse von Nukliden und Isotope mit einem Fehler von höchstens 1%, wobei die meisten der Fehler durch das Massendefizit verursacht durch erklärt Kernbindungsenergie .

Verweise

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