Atom-Rechner

Atome sind die Grundeinheiten chemischer Elemente. Jedes Atom besitzt einen kompakten Kern mit positiv geladenen Protonen und meist ungeladenen Neutronen, umgeben von negativ geladenen Elektronen. Die Ordnungszahl Z ist die Protonenzahl und bestimmt das Element eindeutig. Ein neutrales Atom hat ebenso viele Elektronen wie Protonen. Die Massenzahl A ist die ganzzahlige Summe der Protonen und Neutronen eines Isotops. Die Neutronenzahl ergibt sich somit aus A minus Z. Isotope gehören zum selben Element, weil sie gleich viele Protonen, aber unterschiedlich viele Neutronen haben. Natürliche Proben enthalten meist eine Mischung aus Isotopen. Die im Periodensystem angegebene Atommasse ist deshalb ein gewichteter Mittelwert und normalerweise nicht die Massenzahl eines einzelnen Atoms. Dafür wird jede Isotopenmasse mit ihrer relativen Häufigkeit multipliziert, die Produkte werden addiert und durch die Gesamthäufigkeit geteilt. Der Rechner akzeptiert kommagetrennte Massen und passende Häufigkeiten. Da er durch deren Summe teilt, ergeben Prozentlisten und einheitlich skalierte Bruchanteile denselben gewichteten Mittelwert. Das Werkzeug verbindet zudem mikroskopische Teilchen mit Mengen im Labormaßstab. Ein Mol enthält genau 6.02214076 mal 10 hoch 23 festgelegte Einheiten; diesen Zusammenhang beschreibt die Avogadro-Konstante. Die Stoffmenge multipliziert mit dieser Konstante ergibt die Anzahl der Atome, Moleküle, Ionen oder Formeleinheiten. Die Stoffmenge multipliziert mit der molaren Masse ergibt Gramm; Gramm geteilt durch die molare Masse ergibt Mol. Die gewählte Einheit muss eindeutig sein: Ein Mol Sauerstoffatome und ein Mol Sauerstoffmoleküle enthalten gleich viele Einheiten, haben aber unterschiedliche molare Massen. Für gängige Symbole in diesem kompakten Referenzbestand kann der Rechner eine standardmäßige molare Masse und Ordnungszahl bereitstellen. Ausdrücklich eingegebene Isotopendaten haben bei der gewichteten Masse Vorrang. Fehlt ein Referenzwert, kann eine eingegebene Massenzahl als einfache Näherung der molaren Masse dienen. Ordnungszahl und Massenzahl müssen nichtnegative ganze Zahlen sein; die Massenzahl darf nicht kleiner als die Ordnungszahl sein. Isotopenhäufigkeiten müssen dieselbe Probe beschreiben und den Isotopenmassen jeweils eindeutig zugeordnet sein. Die Berechnungen unterstützen Chemieaufgaben, stöchiometrische Planung, Isotopenauswertung und schnelle Kontrollen im Labor. Ionen werden nicht modelliert, da die Elektronenzahl für ein neutrales Atom angegeben wird. Das Werkzeug ersetzt auch keine vollständige Periodensystem-Datenbank oder hochpräzise Isotopenstandards. Verwende für analytische Arbeiten zur Probe passende Isotopenmassen und Häufigkeiten und behalte genügend signifikante Stellen entsprechend der Messqualität bei.