imported>Kein Einstein (Auch von mir ein Danke. Und ein weiterer Verbesserungsvorschlag: Das festgelegt wird so von außen vorgeschrieben, dabei geht es doch um die Beschreibung dieses Nuklids mithilfe dieser beiden Zahlen. Daneben einige wikilinks) |
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Ein '''Nuklid''' ist eine Art (Sorte) von [[Atom]]en, charakterisiert durch die beiden Zahlen, die angeben, aus | Ein '''Nuklid''' ist eine Art (Sorte) von [[Atom]]en, charakterisiert durch die beiden Zahlen, die angeben, aus wie vielen Protonen und wie vielen Neutronen ihre [[Atomkern]]e bestehen. Bisweilen wird in den Begriff auch der Energiezustand des Atomkerns mit eingeschlossen, nämlich dann, wenn er hinreichend langlebig ist, d. h., [[Isomer (Kernphysik)|Kernisomere]] werden als eigene Nuklide gezählt.<ref>{{Gold Book |nuclide |N04257 |lang=ja}}</ref> Nuklide mit gleicher Protonenzahl gehören zum selben [[Chemisches Element|chemischen Element]] und werden als die [[Isotop]]e dieses Elements bezeichnet. ''Nuklid'' ist insofern eine Verallgemeinerung des älteren Begriffs ''Isotop.'' | ||
Der Begriff Nuklid wurde 1947 von [[Truman Paul Kohman| | == Historie == | ||
„Obwohl die Mehrheit der Elemente | Der Begriff Nuklid wurde 1947 von [[Truman Paul Kohman|Truman Kohman]] vorgeschlagen.<ref>Truman Paul Kohman: ''Proposed New Word: Nuclide.'' In: ''[[American Journal of Physics]]'' Bd. 15, Nr. 4, 1947, S. 356–357, [[doi:10.1119/1.1990965]].</ref> 1952 formulierten [[Samuel Glasstone|Glasstone]] und [[Milton C. Edlund|Edlund]] in ihrem Buch ''The elements of nuclear reactor theory''<ref>{{Literatur |Autor=Samuel Glasstone, Milton C. Edlund |Titel=The elements of nuclear reactor theory |Verlag=MacMillan |Ort=London |Datum=1952 |Seiten=VII, 416}} S. 3.</ref> den Unterschied zwischen den Begriffen ''Nuklid'' und ''Isotop:'' | ||
„Obwohl die Mehrheit der Elemente als eine Mischung aus Isotopen natürlich existieren, treten etwa 20 nur als einzelne Spezies auf. Aus diesem und anderen Gründen hat man es als wünschenswert empfunden, den Terminus ''Nuklid'' einzuführen. Er wird verwendet, um eine zu beschreibende Atomspezies durch die Zusammensetzung ihres Atomkerns zu beschreiben, das heißt, durch die Anzahl von Protonen und Neutronen, die sie enthält. Ein Isotop ist folglich eines aus einer Gruppe von zwei oder mehreren Nukliden, die die gleiche Anzahl von Protonen besitzen, das heißt, die gleiche Ordnungszahl, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen. Von einem Element wie Fluor, von dem nur eine Spezies in der Natur existiert, sagt man, es bilde ein einziges stabiles Nuklid.“ | |||
== Schreibweisen == | == Schreibweisen == | ||
Im Fließtext kann ein Nuklid durch das Elementsymbol mit angehängter Massenzahl bezeichnet werden, z. B. Fe-56. | |||
Formelmäßig wird ein | |||
Nuklid X wie folgt bezeichnet:<ref name="DIN_1338">Norm DIN 1338: ''Formelschreibweise und Formelsatz.'' März 2011. S. 8, Abschnitt 3.5 ''Atomphysikalische und chemische Angaben an den Symbolen der Elemente.''</ref> | |||
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Dabei ist <math>\mathrm{X}</math> das [[Elementsymbol]], <math>A</math> die [[Massenzahl]] (Nukleonenzahl, d. h. die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen) und <math>Z</math> die [[Ordnungszahl]] (Kernladungszahl, d. h. die Zahl der Protonen). Das etwaige Hochzeichen <math>z</math> rechts oben am Elementsymbol bezeichnet entweder einen Ionisationszustand (Ionenladung, z. B. „+“, „2+“) oder einen energetischen Anregungszustand (z. B. in Form eines Sternchenzeichens <math>\ast</math> oder einer Energie, wie ''4,4 MeV'') des Atoms oder – je nach dem Zusammenhang – des Atomkerns. Rechts unten kann ein stöchiometrischer Index, also die Zahl solcher Atome im Molekül einer Verbindung, angeschrieben werden. In der Kernphysik wird rechts unten gelegentlich die [[Neutronenzahl]] des Kerns angegeben, beispielsweise im Kerndatenbetrachter ''JANIS 4'' der [[Nuclear Energy Agency|NEA]].<ref>''[http://www.oecd-nea.org/janis/ Janis 4 – Java-based Nuclear Data Information System.]''</ref> | Dabei ist <math>\mathrm{X}</math> das [[Elementsymbol]], <math>A</math> die [[Massenzahl]] (Nukleonenzahl, d. h. die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen) und <math>Z</math> die [[Ordnungszahl]] (Kernladungszahl, d. h. die Zahl der Protonen). Das etwaige Hochzeichen <math>z</math> rechts oben am Elementsymbol bezeichnet entweder einen Ionisationszustand (Ionenladung, z. B. „+“, „2+“) oder einen energetischen Anregungszustand (z. B. in Form eines Sternchenzeichens <math>\ast</math> oder einer Energie, wie ''4,4 MeV'') des Atoms oder – je nach dem Zusammenhang – des Atomkerns. Rechts unten kann ein stöchiometrischer Index, also die Zahl solcher Atome im Molekül einer Verbindung, angeschrieben werden. In der Kernphysik wird rechts unten gelegentlich die [[Neutronenzahl]] des Kerns angegeben, beispielsweise im Kerndatenbetrachter ''JANIS 4'' der [[Nuclear Energy Agency|NEA]].<ref>''[http://www.oecd-nea.org/janis/ Janis 4 – Java-based Nuclear Data Information System.]''</ref> | ||
[[Isomer (Kernphysik)|Kernisomere]] werden durch den Kleinbuchstaben „m“ (für „metastabil“) ohne Zwischenraum hinter der Massenzahl gekennzeichnet<ref name="DIN_1338" /><ref>Norm DIN 6814-4: ''Begriffe in der radiologischen Technik – Teil 4: Radioaktivität.'' Oktober 2006. S. 13, Anhang A ''Erläuterungen zur Schreibweise von Nukliden.''</ref> (zur Unterscheidung mehrerer Isomere eines Kerns kann dem „m“ eine Zahl nachgestellt sein, z. B. [[Liste der Isotope/ | [[Isomer (Kernphysik)|Kernisomere]] werden durch den Kleinbuchstaben „m“ (für „metastabil“) ohne Zwischenraum hinter der Massenzahl gekennzeichnet<ref name="DIN_1338" /><ref>Norm DIN 6814-4: ''Begriffe in der radiologischen Technik – Teil 4: Radioaktivität.'' Oktober 2006. S. 13, Anhang A ''Erläuterungen zur Schreibweise von Nukliden.''</ref> (zur Unterscheidung mehrerer Isomere eines Kerns kann dem „m“ eine Zahl nachgestellt sein, z. B. [[Liste der Isotope/Ordnungszahl 61 bis Ordnungszahl 70#63 Europium|<sup>152m1</sup>Eu]]). | ||
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in vereinfachten Schreibweisen | in vereinfachten Schreibweisen | ||
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Die verschiedenen Nuklide ein und desselben | Die verschiedenen Nuklide ein und desselben chemischen Elements, also mit gleicher Anzahl an Protonen, werden als Isotope dieses Elements bezeichnet. Bis zur internationalen Einführung des Begriffs „Nuklid“ (ca. 1950) wurde „Isotop“ verwirrend auch in der allgemeinen Bedeutung Atomsorte gebraucht; zuweilen geschieht dies noch heute (2018). | ||
Nuklide mit gleicher Massenzahl heißen ''[[Isobar (Kernphysik)|Isobare]]'' (von {{elS}} für „gleich schwer“), Nuklide mit gleicher Neutronenzahl ''[[Isoton (Kernphysik)|Isotone]].'' [[Isomer (Kernphysik)|Isomere]] sind Nuklide, deren Atomkerne sich bei gleicher Ladung und gleicher Massenzahl in verschiedenen inneren Zuständen befinden. Instabile Nuklide sind [[Radioaktivität|radioaktiv]] und werden ''[[Radionuklid]]e'' genannt. | Nuklide mit gleicher Massenzahl heißen ''[[Isobar (Kernphysik)|Isobare]]'' (von {{elS}} für „gleich schwer“), Nuklide mit gleicher Neutronenzahl ''[[Isoton (Kernphysik)|Isotone]].'' [[Isomer (Kernphysik)|Isomere]] sind Nuklide, deren Atomkerne sich bei gleicher Ladung und gleicher Massenzahl in verschiedenen inneren Zuständen befinden. Instabile Nuklide sind [[Radioaktivität|radioaktiv]] und werden ''[[Radionuklid]]e'' genannt. | ||
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!Bezeichnung | |||
!Charakteristikum | |||
!Beispiele | |||
!Bemerkungen | |||
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|[[Isotop]]e | |||
|gleiche Protonenzahl | |||
|<math>{}^{12}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{13}_{\ 6}\mathrm{C}</math> | |||
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|[[Isoton (Kernphysik)|Isotone]] | |||
|gleiche Neutronenzahl | |||
|<math>{}^{13}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{14}_{\ 7}\mathrm{N}</math> | |||
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|[[Isobar (Kernphysik)|Isobare]] | |||
|gleiche Massenzahl | |||
|<math>{}^{17}_{\ 7}\mathrm{N},\, {}^{17}_{\ 8}\mathrm{O},\, {}^{17}_{\ 9}\mathrm{F}</math> | |||
|siehe [[Betazerfall]] | |||
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|[[Spiegelkern]]e | |||
|Neutronenzahl und Protonenzahl vertauscht | |||
|<math>{}^{3}_{1}\mathrm{H} \longleftrightarrow {}^{3}_{2}\mathrm{He}</math> | |||
|Spezialfall der Isobare | |||
<!--- erst mal raus da nicht belegt, dass es den Begriff in dt gibt - siehe Diskussion | |||
|- | |- | ||
|[[Isodiapher]]e | |||
|gleicher [[Neutronenüberschuss]] | |||
|<math>{}^{12}_{\ 6}\mathrm{C},\, {}^{14}_{\ 7}\mathrm{N}</math> | |||
|N-Z gleichbleibend | |||
-----> | |||
|- | |||
|[[Isomer (Kernphysik)|Isomere]] | |||
|unterschiedliche innere Zustände | |||
|<math>{}^{99}_{43}\mathrm{Tc},\, {}^{99\mathrm{m}}_{\ \ 43}\mathrm{Tc}</math> | |||
|nur langlebige Zustände | |||
|} | |} | ||
In der Natur existieren | In der Natur existieren 245 Nuklide, die nach derzeitigem Kenntnisstand für [[Stabiles Nuklid|stabil]] gehalten werden<ref>[https://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ Nudat Datenbank]</ref>, und etwa 80 Radionuklide. Über 3000 weitere Radionuklide wurden künstlich erzeugt.<ref name="KNK">J. Magill, G. Pfennig, R. Dreher, Z. Sóti: ''Karlsruher Nuklidkarte.'' 8. Auflage. Nucleonica GmbH, Eggenstein-Leopoldshafen 2012, ISBN 92-79-02431-0 (Wandkarte) bzw. ISBN 978-3-00-038392-2 (Faltkarte), ISBN 92-79-02175-3 (Begleitbroschüre).</ref> Bei manchen traditionell als stabil angesehenen Nukliden ist die [[Halbwertszeit]] so lang, dass ihr Zerfall erst in heutiger Zeit entdeckt wurde oder noch in Experimenten gesucht wird. Dadurch kann die Anzahl der als stabil geltenden Nuklide mit der Zeit abnehmen. | ||
[[Nuklidkarte]]n geben eine Übersicht über Massenzahlen, Protonen- und Neutronenzahlen und meist auch Zerfallsarten und | [[Nuklidkarte]]n geben eine Übersicht über Massenzahlen, Protonen- und Neutronenzahlen und meist auch Zerfallsarten und Halbwertszeiten der bekannten Nuklide. | ||
== Siehe auch == | == Siehe auch == | ||
*[[ | *[[Nuklidkarte]] | ||
*[[Liste der Isotope]] | *[[Liste der Isotope]] | ||
== Weblinks == | == Weblinks == | ||
*[http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ Nuklidkarte mit allen bekannten Nukliden] | *[http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/ Nuklidkarte mit allen bekannten Nukliden] | ||
== Einzelnachweise == | == Einzelnachweise == | ||
<references /> | <references /> | ||
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[[Kategorie:Nuklid| ]] | [[Kategorie:Nuklid| ]] | ||
[[Kategorie:Atomphysik]] | [[Kategorie:Atomphysik]] | ||
Ein Nuklid ist eine Art (Sorte) von Atomen, charakterisiert durch die beiden Zahlen, die angeben, aus wie vielen Protonen und wie vielen Neutronen ihre Atomkerne bestehen. Bisweilen wird in den Begriff auch der Energiezustand des Atomkerns mit eingeschlossen, nämlich dann, wenn er hinreichend langlebig ist, d. h., Kernisomere werden als eigene Nuklide gezählt.[1] Nuklide mit gleicher Protonenzahl gehören zum selben chemischen Element und werden als die Isotope dieses Elements bezeichnet. Nuklid ist insofern eine Verallgemeinerung des älteren Begriffs Isotop.
Der Begriff Nuklid wurde 1947 von Truman Kohman vorgeschlagen.[2] 1952 formulierten Glasstone und Edlund in ihrem Buch The elements of nuclear reactor theory[3] den Unterschied zwischen den Begriffen Nuklid und Isotop: „Obwohl die Mehrheit der Elemente als eine Mischung aus Isotopen natürlich existieren, treten etwa 20 nur als einzelne Spezies auf. Aus diesem und anderen Gründen hat man es als wünschenswert empfunden, den Terminus Nuklid einzuführen. Er wird verwendet, um eine zu beschreibende Atomspezies durch die Zusammensetzung ihres Atomkerns zu beschreiben, das heißt, durch die Anzahl von Protonen und Neutronen, die sie enthält. Ein Isotop ist folglich eines aus einer Gruppe von zwei oder mehreren Nukliden, die die gleiche Anzahl von Protonen besitzen, das heißt, die gleiche Ordnungszahl, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen. Von einem Element wie Fluor, von dem nur eine Spezies in der Natur existiert, sagt man, es bilde ein einziges stabiles Nuklid.“
Im Fließtext kann ein Nuklid durch das Elementsymbol mit angehängter Massenzahl bezeichnet werden, z. B. Fe-56.
Formelmäßig wird ein Nuklid X wie folgt bezeichnet:[4]
Dabei ist $ \mathrm {X} $ das Elementsymbol, $ A $ die Massenzahl (Nukleonenzahl, d. h. die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen) und $ Z $ die Ordnungszahl (Kernladungszahl, d. h. die Zahl der Protonen). Das etwaige Hochzeichen $ z $ rechts oben am Elementsymbol bezeichnet entweder einen Ionisationszustand (Ionenladung, z. B. „+“, „2+“) oder einen energetischen Anregungszustand (z. B. in Form eines Sternchenzeichens $ \ast $ oder einer Energie, wie 4,4 MeV) des Atoms oder – je nach dem Zusammenhang – des Atomkerns. Rechts unten kann ein stöchiometrischer Index, also die Zahl solcher Atome im Molekül einer Verbindung, angeschrieben werden. In der Kernphysik wird rechts unten gelegentlich die Neutronenzahl des Kerns angegeben, beispielsweise im Kerndatenbetrachter JANIS 4 der NEA.[5]
Kernisomere werden durch den Kleinbuchstaben „m“ (für „metastabil“) ohne Zwischenraum hinter der Massenzahl gekennzeichnet[4][6] (zur Unterscheidung mehrerer Isomere eines Kerns kann dem „m“ eine Zahl nachgestellt sein, z. B. 152m1Eu).
Beispiele:
in vereinfachten Schreibweisen
In den vereinfachten Schreibweisen wird die Kernladungszahl fortgelassen; sie ist ja bereits durch das Elementsymbol festgelegt.
In älterer Literatur (vor etwa 1960) findet man auch rechts oben angeschriebene Massenzahlen, also z. B. 27Co60 oder Co60.
Die verschiedenen Nuklide ein und desselben chemischen Elements, also mit gleicher Anzahl an Protonen, werden als Isotope dieses Elements bezeichnet. Bis zur internationalen Einführung des Begriffs „Nuklid“ (ca. 1950) wurde „Isotop“ verwirrend auch in der allgemeinen Bedeutung Atomsorte gebraucht; zuweilen geschieht dies noch heute (2018).
Nuklide mit gleicher Massenzahl heißen Isobare (von griechisch für „gleich schwer“), Nuklide mit gleicher Neutronenzahl Isotone. Isomere sind Nuklide, deren Atomkerne sich bei gleicher Ladung und gleicher Massenzahl in verschiedenen inneren Zuständen befinden. Instabile Nuklide sind radioaktiv und werden Radionuklide genannt.
| Bezeichnung | Charakteristikum | Beispiele | Bemerkungen |
|---|---|---|---|
| Isotope | gleiche Protonenzahl | $ {}_{\ 6}^{12}\mathrm {C} ,\,{}_{\ 6}^{13}\mathrm {C} $ | |
| Isotone | gleiche Neutronenzahl | $ {}_{\ 6}^{13}\mathrm {C} ,\,{}_{\ 7}^{14}\mathrm {N} $ | |
| Isobare | gleiche Massenzahl | $ {}_{\ 7}^{17}\mathrm {N} ,\,{}_{\ 8}^{17}\mathrm {O} ,\,{}_{\ 9}^{17}\mathrm {F} $ | siehe Betazerfall |
| Spiegelkerne | Neutronenzahl und Protonenzahl vertauscht | $ {}_{1}^{3}\mathrm {H} \longleftrightarrow {}_{2}^{3}\mathrm {He} $ | Spezialfall der Isobare |
| Isomere | unterschiedliche innere Zustände | $ {}_{43}^{99}\mathrm {Tc} ,\,{}_{\ \ 43}^{99\mathrm {m} }\mathrm {Tc} $ | nur langlebige Zustände |
In der Natur existieren 245 Nuklide, die nach derzeitigem Kenntnisstand für stabil gehalten werden[8], und etwa 80 Radionuklide. Über 3000 weitere Radionuklide wurden künstlich erzeugt.[9] Bei manchen traditionell als stabil angesehenen Nukliden ist die Halbwertszeit so lang, dass ihr Zerfall erst in heutiger Zeit entdeckt wurde oder noch in Experimenten gesucht wird. Dadurch kann die Anzahl der als stabil geltenden Nuklide mit der Zeit abnehmen.
Nuklidkarten geben eine Übersicht über Massenzahlen, Protonen- und Neutronenzahlen und meist auch Zerfallsarten und Halbwertszeiten der bekannten Nuklide.