Physik verstehen 4, Schulbuch

76 4  Arbeitsheft-Seite 44 76.1 Verschiedene Atommodelle: Kugelmodell (Dalton), Planetenmodell (Rutherford), Schalenmodell (Bohr), Elektronenwolkenmodell 1. Wie sind Atome aufgebaut? Aufgrund vieler Beobachtungen hat sich die Vorstellung vom Aufbau der Atome immer wieder geändert: Anfangs hielt man Atome für einfache kompakte Kugeln. Als Ernest Ruther- ford im Jahre 1911 eine Goldfolie mit Alphastrahlen beschoss, erkannte er, dass ein Atom hauptsächlich aus leerem Raum bestehen muss (Abb. 76.2). Im Inneren befindet sich ein massereicher, positiv geladener Kern, der von einer Hülle aus Elektronen umgeben ist. Niels Bohr verbesserte 1913 das Atommodell durch einen schalenförmigen Aufbau der Elektronenhülle. Nach dem heutigen Elektronenwolkenmodell halten sich die Elektronen nebelartig in Räumen bestimmter Form auf, den so genannten Orbitalen. Der Atomkern besteht aus positiven Protonen , deren Anzahl (Ordnungs- zahl Z ) die Art des chemischen Elementes bestimmt. Das Element Sauerstoff ( Z = 8) hat zB 8 Protonen im Kern. Die ungeladenen Neutronen halten die Protonen zusammen. Protonen und Neutronen haben etwa die gleiche Masse. Die Massenzahl A gibt an, wie viele Protonen und Neutronen das Atom enthält. M Ein Atom besteht aus einem Atomkern mit positiven Protonen und ungeladenen Neutronen. Der Atomkern ist von einer nebelartigen Hülle aus negativen Elektronen umgeben. Die Ordnungszahl Z gibt die Anzahl der Protonen an. Die Massenzahl A gibt die Anzahl aller Kernteilchen (Protonen und Neutronen) an. 2. Was sind Isotope eines Elements? Die Atomkerne eines bestimmten Elements haben immer dieselbe Anzahl von Protonen. Wasserstoff hat zB immer 1 Proton. Die Anzahl der Neutronen kann jedoch unterschiedlich sein. So besitzen 99,99% aller Wasserstoffatome kein Neutron (H-1, Protium). 0,015% haben ein Neutron im Kern (H-2, Deuterium). In geringen Spuren tritt ein Wasser- stoffatom mit zwei Neutronen (H-3, Tritium) auf. Atome mit gleichen chemischen Eigenschaften, aber unterschiedlicher Neutronenzahl und Masse nennt man Isotope ( isos = gleich, topos = Ort). M Isotope sind Atomarten gleicher Elemente mit unterschiedlicher Masse. Sie unterscheiden sich in der Anzahl der Neutronen. Die Anzahl ihrer Protonen ist gleich. Atomkern Atome der Goldfolie α -Teilchen Bleiabschirmung Quelle der α -Teilchen Strahl der α -Teilchen Goldfolie fluoreszierender Schirm 76.2 Beim Beschuss einer dünnen Goldfolie konnte Rutherford die Existenz des kleinen Atomkerns erkennen. Atome – Isotope – Radioaktivität H 1 1 H 2 1 H 3 1 Protium = gewöhnlicher Wasserstoff Deuterium = schwerer Wasserstoff (0,015% des natürlichen Wasserstoffes) Tritium = (tritt vorwiegend bei Kern- umwandlung auf) 76.3 Isotope des Wasserstoffs 76.4 Die natürlichen Isotope des Kohlen- stoffs (C-12, C-13, C-14) als Perlenmodell 76.5 Autunit enthält radioaktive Uranisoto- pe und fluoresziert im UV-Licht grün. Arbeitsblätter 3xa8vf Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv