Isotopen en atoommassa
Het periodiek systeem geeft voor chloor ongeveer 35.45, maar geen enkel chlooratoom weegt 35.45. Elk is chloor-35 of chloor-37.
Sleep om te draaien. Scroll of knijp om te zoomen.
Hetzelfde element, andere massa
Isotopen van een element hebben evenveel protonen en elektronen, dus ze gedragen zich in reacties hetzelfde. Ze verschillen alleen in neutronen, waardoor hun massa verandert. Waterstof laat dat duidelijk zien. Gewoon waterstof heeft helemaal geen neutron. Deuterium heeft er één en is ongeveer twee keer zo zwaar. Tritium heeft er twee en is radioactief. NIST meet dat 99.9885% van natuurlijk waterstof de gewone soort is en 0.0115% deuterium.
| Isotoop | Protonen | Neutronen | In de natuur |
|---|---|---|---|
| H-1 | 1 | 0 | 99.9885% |
| H-2 (D) | 1 | 1 | 0.0115% |
| H-3 (T) | 1 | 2 | sporen |
| C-12 | 6 | 6 | 98.93% |
| C-13 | 6 | 7 | 1.07% |
| C-14 | 6 | 8 | sporen |
| Cl-35 | 17 | 18 | 75.76% |
| Cl-37 | 17 | 20 | 24.24% |
Waar 35.45 vandaan komt
Het atoomgewicht in het periodiek systeem is een gemiddelde over alle atomen van dat element die in de natuur voorkomen, gewogen naar hoe vaak elke isotoop voorkomt. Massa's worden gemeten in atomaire massa-eenheden, waarbij één koolstof-12-atoom precies 12 is. Voor chloor geeft NIST chloor-35 een massa van 34.969 en een aandeel van 75.76%, en chloor-37 een massa van 36.966 en een aandeel van 24.24%.
Vermenigvuldig elke massa met zijn aandeel en tel op: 34.969 × 0.7576 + 36.966 × 0.2424 ≈ 26.49 + 8.96 ≈ 35.45. Omdat drie op de vier chlooratomen de lichtere soort zijn, ligt het gemiddelde veel dichter bij 35 dan bij 37. Dezelfde som voor koolstof, 12 × 0.9893 + 13.003 × 0.0107, geeft ongeveer 12.011, daarom staat koolstof iets boven 12 vermeld.
Merk op dat de isotoopmassa's dicht bij gehele getallen liggen maar er niet precies aan gelijk zijn. Chloor-35 heeft massagetal 35, een eenvoudige telling van 17 protonen en 18 neutronen, maar zijn gemeten massa is 34.969. Massagetallen zijn altijd gehele getallen, terwijl gemeten massa's dat niet zijn, omdat protonen en neutronen niet precies 1 eenheid zijn en er massa opgaat aan het bij elkaar houden van de kern.
NIST geeft chloor geen enkel atoomgewicht. Het geeft een bereik, van 35.446 tot 35.457, omdat het aandeel chloor-37 een beetje verschilt tussen monsters van verschillende plaatsen. Voor dagelijks werk ronden scheikundigen het af op 35.45. Een paar andere elementen, waaronder waterstof en koolstof, staan om dezelfde reden met een bereik vermeld.
Instabiele isotopen
Sommige isotopen zijn instabiel en veranderen langzaam in andere elementen door straling af te geven. Koolstof-14 is er één. NIST merkt op dat de helft van elke hoeveelheid koolstof-14 in 5730 jaar verandert in stikstof-14. Die vaste snelheid heet een halveringstijd. Levende wezens nemen hun hele leven koolstof op, ook een heel klein aandeel koolstof-14. Na hun dood wordt het koolstof-14 niet meer aangevuld en halveert het aandeel elke 5730 jaar, dus door te meten wat er over is, weten archeologen hoe oud een bot, een zaadje of een oud kampvuur is.
De meeste isotopen die je tegenkomt zijn stabiel. Koolstof-12 en koolstof-13 veranderen nooit uit zichzelf, en de twee chloorisotopen en gewoon waterstof en deuterium ook niet. Van de acht isotopen in de tabel hierboven (D is deuterium en T is tritium; de aandelen zijn NIST-waarden) zijn alleen tritium en koolstof-14 radioactief.
| Deuterium | Waterstof met 1 neutron |
| Tritium | Waterstof met 2 neutronen, radioactief |
| Atoomgewicht | Gemiddelde massa van de atomen van een element, gewogen naar het aandeel van elke isotoop |
| Halveringstijd | Tijd waarin de helft van een radioactieve isotoop verandert |
| Halveringstijd van koolstof-14 | 5730 jaar |
| Atomaire massa-eenheid | Eén koolstof-12-atoom = precies 12 |
- Isotopen van hetzelfde element hebben een verschillend aantal…
- protonen
- neutronen
- elektronen
- Hoeveel neutronen zitten er in chloor-37? (Chloor heeft 17 protonen.)
- Hoeveel neutronen heeft deuterium?
- Van een element heeft 80% van de atomen massa 10 en 20% massa 11. Wat is de gemiddelde atoommassa?
- Broom bestaat voor 50.69% uit broom-79 (78.918) en voor 49.31% uit broom-81 (80.916). Wat is de gemiddelde atoommassa? (2 decimalen)
- Waarom ligt het atoomgewicht van chloor dichter bij 35 dan bij 37?
- Ongeveer 3 op de 4 chlooratomen is chloor-35
- Chloor-37 is radioactief en verdwenen
- Elektronen maken het lichter
- Wat is de halveringstijd van koolstof-14?
- 57 jaar
- 5730 jaar
- 5.7 miljoen jaar
- Een monster begint met 80 g koolstof-14. Hoeveel gram is er over na 11 460 jaar?
- Welk deel van het oorspronkelijke koolstof-14 blijft er over na drie halveringstijden?
- Reageren koolstof-12 en koolstof-14 verschillend in de scheikunde?
- Nee, dezelfde elektronen betekent dezelfde scheikunde
- Ja, koolstof-14 vormt geen bindingen
- Ja, koolstof-14 heeft meer elektronen
- Isotopen: dezelfde protonen, andere neutronen, dezelfde scheikunde.
- Atoomgewicht is een gewogen gemiddelde over isotopen.
- Chloor: 35 × 75.76% en 37 × 24.24% → ongeveer 35.45.
- Halveringstijd van koolstof-14: 5730 jaar.
Bronnen van deze cursus (10)
- IUPAC periodic table (iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements)
- NIST Atomic Weights and Isotopic Compositions (physics.nist.gov/cgi-bin/Compositions/stand_alone.pl, elements H, C, Cl, Br)
- NIST CODATA 2022 proton-electron mass ratio (physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme)
- NIST radiometric dating note, carbon-14 half-life 5,730 years (nist.gov/image-19154)
- APS News: discovery of the electron 1897 (aps.org/apsnews/2000/10/discovery-of-the-electron)
- Fermilab timeline (fnal.gov/pub/inquiring/timeline/02.html)
- APS News: Rutherford and the atomic nucleus 1911 (aps.org/apsnews/2006/05/rutherford-discovery-atomic-nucleus)
- APS News: Bohr model 1913 (aps.org/apsnews/2012/03/bohr-model-atom-rutherford)
- APS News: Chadwick and the neutron 1932 (aps.org/apsnews/2007/05/may-1932-chadwick-discovery-neutron)
- NobelPrize.org James Chadwick biography.
Geraadpleegd: 2026-10-17