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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XXI. Nr. 3 



Einzelberichte. 



Die Einheit mid Isotopie dei 1 Elemente. 



Nachdem Rutherford 1 ) aus einem halben 

 Dutzend Elementen Wasserstoff durch -Strahlen 

 abgespalten hat, ist die vor 100 Jahren durch 

 William Prout aufgestellte Hypothese vom 

 Wasserstoff als Urmaterie wieder sehr wahrschein- 

 lich geworden. DaB sich jedoch die Atomgewichte 

 der Elemente nicht stets als ganze Vielfache des 

 Wasserstoffs erweisen, erklart sich daraus, dafi die 

 meisten Elemente Gemische von chemisch vb'llig 

 identischen aber im Atomgewicht unterschiedenen 

 Stoffen (= Isotopen) sind. Zum erstenmal lehrte 

 die Radiochemie einige Elemente kennen, die 

 chemisch nicht trennbar waren und die doch 

 nach genauesten Atomgewichtsbestimmungen einen 

 geringen Unterschied der Atommassen aufwiesen 

 (Uranblei-Thorblei; Ionium-Thorium). 



Im Jahre 1913 fand J. J. Thomson 2 ) bei 

 der elektromagnetischen Kanalstrahlenanalyse von 

 Neon, daS dieses Element eine Mischung zweier 

 Grundstoffe vom Atomgewicht 2O und 22 dar- 

 stellt; dies war der i. Fall, dafi bei einem nicht- 

 radioaktiven Stoffe das Vorkommen von Isotopen 

 nachgewiesen wurde. F. W. Aston 3 ) verbesserte 

 die Methode der Kanalstrahlenanalyse so, dafi die 

 Beimengung eines Isotopen zu einem Element bei 

 weniger wie 1 l lo() mg noch vollig sicher nach- 

 weisbar wird. Die Kanalstrahlenanalyse besteht 

 darin, dafi ein Element im gasfb'rmigen Zustand 

 in einer Vakuumrohre durch Kathodenstrahlen 

 stark ionisiert wird; die positiven Gasionen be- 

 wegen sich dann mit zunehmender Geschwindig- 

 keit auf die negative Kathode zu und treten durch 

 einen feinen Kanal in der Kathode als Kanal- 

 strahlen in den kraftefreien Raum hinter der Ka- 

 thode. Hier werden die Kanalstrahlen durch ein 

 starkes magnetisches und elektrisches Feld aus 

 ihrer geraden Bahn abgelenkt und zwar hangt 

 die Ablenkungsgrofie von der Masse und der 

 elektrischen Ladung der Kanalstrahlenteilchen ab. 



Aston hat mit der elektromagnetischen 

 Kanalstrahlenanalyse bereits eine grofie Anzahl 

 von Elementen daraufhin untersucht, ob sie ein- 

 heitlich sind oder Isotopengemische darstellen. Im 

 folgenden sind die neuesten Ergebnisse von Aston 

 und anderen Forschern fur die einzelnen Elemente 

 angegeben. 



Wasserstoff erweist sich als einheitliches Gas 

 vom A. G. 4 ) 1, 008. In Wasserstoff kanalstrahlen 

 wurde auch wieder das interessante Molekiilion 

 H s ) beobachtet und seine Masse genau zu 3,024 

 bestimmt. Heliumkanalstrahlen werden nur von 

 Atomen mit der Masse 4 gebildet. 



') Nature Nr. 2680 (1921). 



*) Naturw. Wochcnschr. XVI, S. 699 (1917). 



:I J Nature Nr. 2689, S. 334338, Vol. 107 (1921). 



*) A. G. = Atom-Gewicht. 



*) Naturw. Wochenschr. XIX, S. 527/8 (1920). 



Neon hat das A. G. 20,2 und zeigt bei der 

 Kanalstrahlenanalyse zwei Linien mit der Masse 

 20 und 22, aufierdem zwei Linien, die dem Ne+~ 

 angehoren und wegen der doppelten Ladung ge- 

 radeso stark abgelenkt werden wie die einfach 

 geladenen Atome eines Elementes mit der Masse 

 10 und II (Linien 2. Ordnung). Gewohnliches 

 Neon gas vom A. G. 20,2 besteht aus 90 % Ne 20 

 und 10 / n Ne 22. Aston hat dann auch durch 

 langwierige miihevolle Diffusion des Neongases 

 in Tonrohren die Isotopen zu gewinnen versucht. 

 Tatsachlich ergab sich zwischen der am rasche- 

 sten und der am langsamsten diffundierenden 

 Fraktion ein Dichteunterschied von 0,7 / . ,,Der 

 isotope Bau des Neons ist daher iiber alien Zweifel 

 festgestellt." 



Argon mit dem A. G. 39,88 sollte nach seiner 

 Stellung im periodischen System der Elemente 

 ein geringeres Atomgewicht wie Kalium (39,10) 

 haben. Die Kanalstrahlenanalyse ergab auch 

 wirklich eine schwache Linie von der Masse 36 

 und eine starke bei 40, aufierdem noch Linien 

 2. Ordnung bei 20 und 13,3, die dem A++ und 

 A +4 ~+ zugehb'ren. Argon enthalt etwa 3 % von 

 dem leichteren Anteil. Krypton und Xenon 

 zeigten sich aus einer iiberraschend hohen Zahl 

 von Isotopen zusammengesetzt. Kr ist ein Ge- 

 misch von isotopen Gasen mit dem A. G. 78, 

 80, 83, 84 und 86; X zeigt 5 Hauptlinien bei 

 129, 131, 132, 134, 136, eine schwachere Kom- 

 ponente bei 128 und eine zweifelhafte bei 130. 

 Kr weist den grofiten numerischen Unterschied 

 zwischen seinen Isotopen auf, namlich 8 Einheiten. 

 Fluor erwies sich einatomig (A. G. 19). Chlor 

 mit dem A. G. 35,46 weist 2 starke Linien bei 

 35 und 37 auf, aber keine Spur einer Linie vom 

 A. G. 35,46; aufierdem 2 sehr schwache Linien 

 bei 39 und 40. Die gleichzeitig auftretenden 

 Linien 36 und 38 riihren von HCl gr> und HC\ a: 

 her, die Linien 17,5 und 18,5 von Cl:+ und Clj+. 

 Im Phosgen COG., zeigten sich die 2 Linien 

 des COCI 35 und COCI S7 bei 63 und 65. Durch 

 Umladung negativ gewordene Chlorkanalstrahlen 

 gaben nur die 2 Linien C1.T7 und C\:~.. Den Grund, 

 warum bei den vielen A. G. Bestimmungen von 

 Chlor noch keine abweichenden Werte ') beobachtet 

 wurden, findet Aston darin, dafi alle irdischen 

 Chlorverbindungen aus dem Meereswasser stam- 

 men und dafi dort eine vollkommene Mischung 

 der Isotopen stattgefunden hat. Chlor aus anderen 

 Quellen, etwa aus Meteoriten, konnte leicht ein 

 abweichendes A. G. haben. Anscheinend erfolg- 

 reiche Versuche, die Isotopen des Chlors durch 



*) Neuerdings fand jedoch Irene Curie fiir Chlor aus 

 einem Salz von Zentralafrika den abweichenden \Vert 35,60, 

 welcher nicht durch die Anwesenheit von Brom oder Jod ver- 

 ursacht ist. Chlor aus norwegischem Apatit und aus kanadi- 

 schem Sodalith hatte normales A. G. Nature S. 282, Vol. loo 

 (1921). 



