Physik verstehen 3, Schulbuch

57 Elektrische Phänomene sind allgegenwärtig Î Lernzielkontrolle 8, Seite 87 Die positiv geladenen Teilchen des Atomkerns heißen Protonen (p + , griech.: „das erste“). Ihre Anzahl (Ordnungszahl, Z ) gibt an, um welches chemische Element es sich handelt. Wasserstoffatome haben zB ein Proton, Kohlen- stoffatome sechs Protonen. Der Atomkern enthält zusätzlich ungeladene Neutronen (n 0 ). Diese halten die Protonen zusammen. Der Atomkern bestimmt die Masse des Atoms . Die Massenzahl ( A ) eines Elements gibt daher auch an, wie viele Kernteilchen (p + und n 0 ) sein Atom- kern enthält. Eisen mit der Ordnungszahl 26 und der Massenzahl 56 enthält zB 26 Protonen und 30 Neutronen (26 + 30 = 56). Der Däne Niels Bohr ( Æ Seite 51) fand heraus, dass sich die Elektronen in der Atomhülle nur in bestimmten Abständen, den Elektronenschalen , aufhalten können. Innerhalb dieser Schalen bilden sie Elektronenpaare. Dieses „Scha- lenmodell“ entspricht zwar nicht mehr ganz den neuesten Vorstellungen, es ist aber zur Erklärung von Vorgängen recht praktisch (Abb. 57.3). Willst du dir ein Bild vom Atom machen, stell dir vor, dass sich eine nebelar- tige, leichte Hülle aus Elektronen um einen mehr als 10000-mal kleineren Atomkern be˜ndet. Dieser enthält dafür fast die ganze Masse. Atommodell auf einer Kerze (Abb. 57.5) Im Kerzenwachs ist Kohlenstoff ( 12 C Æ Z = 6, A = 12) enthalten. Modellie- re mit Wachsstücken das Atommodell des C-Atoms. Mit roten (p + ) und silbrigen (n 0 ) Stücken baust du den Atomkern rund um den Docht. Wie viele p + und n 0 benötigst du? In die erste Elektronenschale um den Kern passen nur zwei Elektronen (e – ), die zweite hätte schon Platz für acht. Modelliere die Atomhülle mit blauem Wachs. Wie viele e – brauchst du, wenn jedes Proton ein Elektron anzieht? M Ein Atom besteht aus einem Atomkern aus positiven Protonen und ungeladenen Neutronen und einer Atomhülle aus negativen Elek- tronen. 3. Wie unterscheiden sich neutrale Atome von Ionen? Die „Kontaktstellen“ der Atome sind die Elektronen der äußeren Schale, die so genannten Außenelektronen oder Valenzelektronen . Manche Atome können Außenelektronen abgeben oder zusätzliche aufnehmen. Sie sind dann elektrisch positiv oder negativ geladen und werden Ionen genannt. M Neutrale Atome haben gleich viele Protonen und Elektronen. Ionen sind elektrisch geladene Atome (oder Atomgruppen) mit mehr oder weniger Elektronen als Protonen. V2 6 H 1 1 1 p + 2 p + 2 n 0 3 p + 4 n 0 He 4 2 Li 7 3 A Z 57.1 Die Atomkerne der ersten drei Elemente Wasserstoff, Helium und Lithium; die Neutronen halten die Protonen durch die Kernkraft zusammen. 57.2 Rutherfords Atommodell: Wäre der Atomkern so groß wie eine Kirsche, würde der Stephansdom in das Atom passen. 1. Schale mit 2 e − 3. Schale mit 7 e − 2. Schale mit 8 e − 57.3 Ein Chloratom mit 17 p + , 19 n 0 und 17 e – ist hier als Elektronenschalenmodell nach Bohr dargestellt. 57.4 Dreidimensionales Schalenmodell eines Lithium-Atoms 57.5 Atommodell auf einer Kerze 8 e − 10 e − neutrales Sauerstoff-Atom zweifach negatives Sauerstoff-Ion 3 e − 2 e − neutrales Lithium-Atom einfach positives Lithium-Ion 8 p + 8 p + 3 p + 3 p + 57.6 Beispiele für neutrale Atome und elektrisch geladene Ionen Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv