Stoffe, Schulbuch

11 Der Aufbau der Atome Abb. 11.1: Die Anzahl der Protonen im Kern entscheidet über die Atomsorte. Abb. 11.2: Die Kerne der Atome der Isotope des Wasserstoffs Abb. 11.3: Ordnungszahl und Atommasse der Titan-Atome Abb. 11.4: Da in der Natur mehr Bor-Atome mit 6 Neutronen im Kern vorkommen, als solche mit nur 5 Neutronen im Kern, beträgt die durchschnittliche Masse eines Bor-Atoms 10,8 u. 5 Elektronen Bor-Atom 5 Protonen Neutronen Titan Ti Name Symbol 47,9 Atommasse 22 Ordnungszahl 5 Elektronen Bor-Atom 5 Protonen 6 Neutronen 5 Protonen 5 Neutronen Wasserstoff Proton Neutron Schwerer Wasserstoff (Deuterium) Sehr schwerer Wasserstoff (Tritium) Die Masse der Atome Die Masse der Elementarteilchen ist winzig klein. Daher verwendet man nicht die sonst üblichen Masseneinheiten Gramm oder Kilogramm, sondern eine neue, die atomare Masseneinheit u (engl.: unit). Ein Proton und auch ein Neu- tron haben etwa die Masse 1 u. Das Elektron ist sehr viel leichter und hat nur die Masse von etwa 1/2000 u. Da der Atomkern aus den massenreichen Elementarteilchen besteht, ist fast die ganze Masse des Atoms im Kern vereinigt. Die Masse des gesamten Atoms (in der Einheit u) kann man also berechnen, wenn man die Protonen und die Neutronen zusammenzählt. Die Masse der Elektronen kann man dabei vernach- lässigen. Allerdings müssen nicht alle Atome eines Elements gleich sein. Sie können sich noch durch die Zahl der Neutronen unterscheiden ( Isotope ). Viele Elemente in der Natur bestehen aus verschiedenen Isotopen mit unter- schiedlicher Masse. Diese Mischung heißt natürliches Isotopengemisch . Die Atommasse ist die Durchschnittsmasse des natürlichen Isotopengemisches eines Elements in units (u). Diese Zahl findest du im Periodensystem in jedem Kästchen links oben. (Abb. 11.3 und 11.4) Veränderungen des Atomkerns kommen in der Chemie nicht vor. Solche Verän- derungen werden kernphysikalische Prozesse genannt. Im Inneren der Sonne, bei Atombombenexplosionen, bei der Radioaktivität und in Kernkraftwerken spielen diese Prozesse eine Rolle. Dabei werden riesige Energiemengen umge- setzt. Im Physikunterricht werden diese Prozesse näher besprochen. Atome eines Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl nennt man Isotope . (Siehe Abb. 11.2) Zur Zeit kennt man 115 verschiedene Elemente, von denen aber nur 103 in unter- suchbaren Mengen hergestellt werden können. Von den übrigen konnte man bisher nur wenige Atome herstellen, die außerdem nur über eine Lebensdauer von Sekundenbruchteilen verfügen. 91 Atomsorten kommen in der Natur vor. Die restli- chen (Technetium und alle Transurane) müssen in Kernreaktoren künstlich erzeugt werden. Die letzten entdeckten Elemente sind Flerovium (Fl, 114) und Livermorium (Lv, 116), wobei etwa 293 Lv eine Halbwertszeit von 53 msec hat (Dh. dass die Hälfte der Atome in 53 tausendstel Sekunden zerfällt). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv