Vorlesungsskript Physik IV - Walther Meißner Institut - Bayerische ...

60 R. GROSS Kapitel 2: Aufbau der AtomeA r (X) ≡ m a(X)AMEA r ( i X) ≡ m a( i X)AMErelative Atommasse (2.2.2)relative Isotopenmasse . (2.2.3)Hierbei ist m a (X) die Masse, die einem Atom des Elements X im Mittel für das natürlich vorkommendeIsotopengemisch zugeordnet werden kann. Die Zahl A r wird auch als Massenzahl eines Elementsbezeichnet.Gay-Lussac: Das MolJoseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) und Alexander von Humboldt (1769-1859) entdeckten 1805,dass sich gasförmiger Sauerstoff und Wasserstoff bei gleichem Druck immer im Verhältnis von 1:2 Volumenteilenzu Wasser verbindet. Nach späteren Experimenten mit anderen Gasen stellte Gay-Lussac seinGesetz der konstanten Proportionen auf:Vereinigen sich zwei oder mehrere Gase restlos zu einer chemischen Verbindung, sostehen ihre Volumina bei gleichem Druck und gleicher Temperatur im Verhältnis ganzerZahlen zueinander.Amadeo Avogadro (1776-1856) erklärte diese Beobachtung 1811 durch die Einführung des Molekülbegiffes:Ein Molekül ist das kleinste Teilchen eines Gases, das noch die chemischen Eigenschaftendieses Gases besitzt. Ein Molekül besteht aus zwei oder mehr Atomen.Basierend auf den Ergebnissenvon Gay-Lussac stellte Avogadroferner folgende Hypothese auf:Bei gleichem Druck und gleicherTemperatur enthalten gleicheVolumina verschiedener Gasejeweils die gleiche Anzahl vonMolekülen. Mit dieser Hypothesekönnen Reaktionsgleichungenvon Gasen erklärt werden, z.B.2H 2 + O 2 ⇒ 2H 2 O. Die GesamtmasseM eines Gasvolumens Vmit N Molekülen ist dannLinks: Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850),rechts: Amadeo Avogadro (1776 – 1856)M = N · m ⇒ M 1= M 2⇒ M 1= m 1(2.2.4).m 1 m 2 M 2 m 2Gleiche Volumina verschiedener Gase haben also Gewichtsverhältnisse, die den Massenverhältnissen dereinzelnen Atome entsprechen. Es erweist sich deshalb als zweckmäßig, eine neu einzuführende Stoffmengezu definieren, mit der die Anzahl gleichartiger Objekte (Atome, Moleküle) in einem System erfasstwerden kann. Da die Festlegung der Größe Stoffmenge unabhängig von der Definition anderer Größenc○Walther-Meißner-Institut