Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 19. Band; 

 der ganzen Reihe 35. Band. 



Sonntag, den 7. November 1920. 



Nummer 45. 



[Nachdruck verboten.] 



Isotope Elemente. 



Von Dr. Karl Kuhn, Nurnberg. 



Im Jahre 1815 stellte der englische Arzt 

 W. Prout die Hypothese auf, die Atome aller 

 Elemente seien aus Wasserstoff aufgebaut. Wasser- 

 stoff, das leichteste aller Gase, solite aus dem Grund 

 die Urmaterie sein, well die damaligen Aioin- 

 gewichtsbestimmungen fur die bekannten Ele- 

 mente ungefahr Zahlen ergaben, die ganze Viel- 

 fache der Wasserstoffemheit waren. Die genaueren 

 Atomgewichtsbestimmungen ergaben aber bei 

 manchen Klementen solche Abweichungen von der 

 Ganzzahligkeit, datf der Wasserstoff als Urmaterie 

 autgegeben werden mufite. Als Lothar M eyer 

 und Mendelejeff im Jahre 1^69 das liir die 

 chemische Systematik der StofFe grundlegende 

 periodische System der Elemente aufstelhen, wurde 

 dadurch der Glaube an die Einheithchkeit der 

 Elemente wieder neu belebt, dcnn im tiefsten 

 Sinne ist eirie periodische Funktion der Eigen- 

 schaften der Elemente nur bei der Annahme ver- 

 standlich, daB sich die Elemente in gesetzmatiiger 

 Wiederholung ahnlicher Strukturen aus einem Oder 

 aus mehreren Grundstoffen, ahnhch wie die homo- 

 logen Reihen in der orgamschen Chemie, aulbauen. 

 Die Zerstorbarkeit der schwersten Elemente und 

 der Aufbau ihrer Atomkerne aus leichteren Ele- 

 menten wurde dann durch die an den Elementen 

 mit hochstem Atomgewicht entdeckte Radidakiivi- 

 tat bewiesen. Die Kadiochemie ergab weiter die 

 hochwichtige Tatsache, daft ein einziger Flatz im 

 penodischen System von einer ganzen Anzahl 

 chemisch absolut identischer Elemente einge- 

 nommen werden kann, die aber im Atomgewicht 

 und im radioaktiven Verhalten grofie Unterscniede 

 aufzuweisen vermogen. Da Biei das Endprodukt 

 der meisten radioaktiven Zerfallsreihen ist, so 

 konnten aus den verschiedenen radioaktiven Mine- 

 ralien Bleisorten isoliert werden, deren Atom- 

 gewichte nach den genauesten Bestimmungen von 

 Richards, H6nigschmid 3 j und anderen 

 zwischen 206,0 und 207,9 schwankten, wahrend 

 das gewohnliche Blei das Atomgewicht 207,2 hat. 

 Beim Blei hatte man den ersten Fall vor sich, 

 daB ein gewbhnliches nicht radioaktives Element 

 mit verschiedenen Atomgevvichten auftreten kann. 

 Nach Soddy nennt man die chemisch vbllig 

 gleichen und durch chemische Proz&se im Falle 

 der Mischung vollig untrennbaren Bleisorten 

 ,,Isotope"; isotope Elemente nehmen, wie erwahnt, 

 im periodischen System nur einen Platz ein. Als 

 im Jahre 1914 die Atomgewichte isotoper Blei- 



arten nach den experimentellen Untersuchungen 

 sich als verschieden erwiesen, da erstand die alte 

 Proutsche Hypothese vom Wasserstoff als Ur- 

 materie von neuem. Denn es konnte z. B. auch 

 das Element Chlor mit dem Atomgewicht 35,46 

 ein chemisch untrennbares Gemisch von chemisch 

 vollig gleichen Atomen mit dem Gewicht 35 und 

 37 sein. 



Wenn das gewohnliche Chlor ein Isotopen- 

 gemisch sein solite, so werden auch die physi- 

 kalischen Eigenschaften der Isotopen weitgehend 

 iibereinslimmen. Nur die physikalischen Quali- 

 taten einer Isotopenmischung konnen zu deren 

 Trennung beniitzt werden, die sich auf die Ver- 

 schiedenheit der Atommassen griinden. ,,Von 

 diesen wenigen Eigenschaften, die eine Funktion 

 der Masse der Molektile darstellen, ist die Diffusions- 

 geschwindigkeit die wesemlichste, die bekanntlich 

 nach dem Grahamschen Gesetz umgekehrt 

 proportional ist den Quadratwurzeln aus den 

 Molekulargewichten der beiden Gase. Bei der 

 Diffusion einer Isotopenmischung mufi daher die 

 leichteste Komponente rascher wandern und sich 

 infolgedessen in der ersten, gesondert aufgefangenen 

 Frakuon anreichern und dies um so mehr, je 

 ofter eine geringe Menge diffundiert wird und je 

 grofier die Differenz der Molekulargewichte der 

 diffundierenden Elemente ist." 1 ) 



Die erste erfolgreiche Trennung eines gewohn- 

 lichen Elementes, namlich des Chlors, durch 

 fraktionierte Diffusion ist W. D. Harkins 2 ) und 

 seinen Mitarbeitern gelungen. 1m elementaren 

 Chlor CI 2 konnen drei molekulare Formen vor- 

 kommen: C1 35 CI 8B , Cl s& CI 87 undCl 37 CI 3T . Harkins 

 diffundierte aeshalb Chlorwassersiorf HC1, in dem 

 nur zwei Molekiile moglich sind: HC1 35 und HC1 S7 . 

 Seit dem Jahre 1916 sind etwa 19000 1 Chlor- 

 wasserstoffgas diffundiert woiden; in einem neu 

 erbauten Apparat konnen jetzt taglich 400 1 frisch 

 zugefiihrtes Gas diffundiert werden; doch hofft 

 Harkins die Leistung der Apparatur auf 1000 1 

 taglich zu steigern. Die vorlaufigen Dichtebe- 

 stimmungen der verschieden rasch diffundierenden 

 Fraktionen des Chlorwasserstoffgases haben bereits 

 eine deutliche Trennung in einen schwereren und 

 leichteren Anteil ergcben. Genaue Atomgewichts- 

 bestimmungen des Chlors werden dieses wichtige 

 vorlaufige Ergebnis voraussichtlich vollig be- 

 statigen. 



') Fa jans, Radioaktivila't. Sammlung Vieweg, Heft 45, 

 2. Auflage. Braunschweig 1920. 



') Zeitschrift lUr physikalische Chemie. Bd. 95, S. 95 bis 

 125, Heft I. Leipzig 1920. 



2 ) Nature Bd. 105, S. 104/5 und s - 2 3 



