Big Bang HTL 2, Schulbuch

Bereich Grundlagen der Chemie (II. Jahrgang, 3. Semester) 25 Die Teilchen 2 Zusammenfassung Ein chemisches Symbol steht für ein Element bzw. für ein Atom eines Elements. Bsp: Fe, Ne, Au Eine chemische Formel steht für eine Verbindung bzw. ein Molekül dieser Verbindung. Bsp. H 2 O, CO 2 Beim Anschreiben wird jedes neue Element in einer Verbin- dung mit einem Großbuchstaben begonnen. Groß geschriebene Koeffizienten gelten für die gesamte Formel dahinter, klein geschriebene Indizes nur für das Symbol direkt davor. 2.4 Atome sind doch teilbar Der Streuversuch von Rutherford Atome sind unvorstellbar klein, man kann sie mit keinem Mikroskop der Welt richtig sehen, trotzdem wissen wir ziemlich viel von ihnen. Wie ist das möglich? Machen wir ein Gedankenexperiment (du kannst es auch „in echt“ durchführen, wenn du willst): Gib eine Murmel in eine Schachtel und verschließe diese. Nun gib die Schachtel einem Freund, mit der Bitte er möge möglichst genau herausfinden, was sich in der Schachtel befindet, ohne hineinzusehen. Du wirst staunen, was man alles herausfinden (messen) kann, ohne zu sehen: Masse, ungefähre Größe, Oberflächen- beschaffenheit usw. Vielleicht vermutet dein Freund sogar die Murmel! Auch bei der Untersuchung der Atome ist man auf indirek- tes Messen angewiesen. Man vermisst, beschießt und zerstört Atome, um auf ihr Inneres zu schließen. Das erste bedeutende Experiment dieser Art wird in diesem Kapitel beschrieben. Die chemische Formelsprache Gib die Namen der folgenden Elemente an: Fe, K, Ca, Mg, Au, W, F, P L Gib die Symbole der folgenden Elemente an: Blei, Chlor, Cer, Stickstoff, Krypton, Silber, Osmium, Antimon L Erläutere, aus wie vielen und welchen Atomen die folgenden Moleküle aufgebaut sind. Gib auch an, ob es sich um ein Element oder eine Verbindung handelt: CH 4 , S 8 , PCl 5 , H 2 S, O 2 , C 2 H 2 L Baue die Moleküle O 2 , H 2 , H 2 O, CH 4 und CH 4 O mit Legosteinen oder dem Molekülbaukasten. 2.3 F12 A1 F13 A1 F14 A1 F15 A1 Z Lies dir noch einmal die Dalton’sche Atomtheorie durch (Kap. 2.1.). Welche Kernaussagen enthält sie? F16 Wir erinnern uns kurz an die Theorie von Dalton. Atome sind die Grundbausteine aller Stoffe. Sie sind kleine, unzerstör- bare Kugeln. 2 Entdeckungen gegen Ende des 19. Jahrhunderts bewirk- ten, dass das Daltonsche Atommodell geändert werden musste. 1. die Entdeckung der Radioaktivität 1896 2. die Entdeckung des Elektrons von John Joseph Thomson 1897 das erste nachgewiesene subatomare (kleiner als ein Atom) Teilchen! Henri Bequerel hatte 1896 von Uransalzen ausgehende, un- sichtbare Strahlen entdeckt, die den Forschergeist in vielen Wissenschaftlern weckten. Von Marie und Pierre Curie wur- de das Phänomen Radioaktivität genannt. Diese neuen Strahlen wurden von vielen Wissenschaftlern dazu verwen- det, um auf Materie zu schießen und zu sehen was passiert. Der Neuseeländer Ernest Rutherford war einer dieser Wissenschaftler, der im Laufe seiner Experimentalkarriere viele Entdeckungen machte: Er teilte die neu entdeckten Strahlen radioaktiver Sub- stanzen in α , β und γ -Strahlen ein. Er stellte fest, dass dabei Atome in andere Atome umgewandelt werden (was für ein Meilenstein!!!) und führte auch den Begriff der Halbwertszeit ein. Man hatte also herausgefunden, dass bei radioaktiven Prozessen Atome zerfallen – sie konnten nicht „unteilbar“ sein! Nun begann man sich für das Innere der Atome zu interessieren. Was war da noch alles drin? Wie waren die Atom“innenteilchen“ im Atom verteilt? usw. Rutherfords bedeutendstes Experiment zum Aufbau der Atome war sein Streuversuch : Er hatte herausgefunden, dass beim α -Zerfall positiv gela- dene Teilchen entstehen (heute weiß man, dass es sich um Heliumkerne mit 2 Protonen und 2 Neutronen handelt). Mit diesen führte er seinen wohl wichtigsten Versuch zur Aufklärung der Atomstruktur durch: Er nahm einen α -Strahler und ließ dessen Strahlen auf eine dünne (nur etwa 1 000 Atomlagen dicke) Goldfolie prallen. Um zu erkennen, wo die Alphateilchen wieder herauskom- men, spannte er eine Messfolie rundherum. Abb. 2.14: Ernest Rutherford Abb. 2.15: Modellaufbau des Streuversuchs Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv