Big Bang 3, Schulbuch

59 22.1 Atome, Moleküle und elektrische Kraft ist aber falsch! Die Elektronen kreisen nicht! Obwohl sie Teilchen sind, sind sie im Atom wie eine negativ geladene Wolke um den ganzen Kern herum „verschmiert“ . Sie sind überall und nirgends zugleich! Das ist durch den Farbverlauf in B 22.4 dargestellt. Die Elektronen sind also nicht in der Hülle, sie sind die Hülle! Das kann man sich sehr schwer oder gar nicht vorstellen ( 1  Info: Eine hoffnungslose Schwei­ nerei ). Deshalb wird fast immer die falsche „Plane- ten-Darstellung“ bevorzugt ( A4 ), weil man bei dieser vom Grübeln keine Kopfschmerzen bekommt. Eine hoffnungslose Schweinerei Stell dir vor, du könn- test durch die Wand gehen oder mit dem Snowboard gleichzei- tig links und rechts an einem Baum vorbei- fahren ( B 22.5 ). Im All- tag unmöglich! Kleine Teilchen wie Atome und deren Be- standteile nennt man Quanten. Und diese können das machen, was dir nicht möglich ist. Sie können zum Beispiel gleichzeitig zwei verschiedene Wege nehmen oder auch durch Wände flutschen. Und sie können, wie die Elektronen in der Atomhülle, Teilchen sein und trotzdem gleichzeitig eine Art negative Ladungswolke. Nicht einmal die schlauesten Physiker können sich das bildlich vorstellen . Der Physik-Nobelpreisträger Max Born schrieb daher einmal scherzhaft an Albert Einstein : „Diese Quanten sind doch eine hoffnungslose Schweinerei!“ Der Atomkern ist im Vergleich mit der Hülle klitzeklit- zeklein! Nehmen wir als Beispiel das häufigste und zu- gleich einfachste Element im Universum: den Wasser­ stoff . Seine Hülle ist 40.000-mal so groß wie der Kern . B 22.5 Größenverhältnis von Atomkern und Hülle beim Wasserstoffatom. Der Eiffelturm ist 325m hoch. B 22.6 Damit du dir das besser vorstellen kannst, blasen wir das Atom in Gedanken so auf, dass der Kerndurchmes- ser 1 cm groß wird. Dann ist die Hülle 400m groß, und der Eiffelturm würde locker reinpassen! Elektronen sind im Vergleich zu Protonen und Neutronen feder- leicht. Weil sich fast die gesamte Atommasse im Kern befindet, kannst du daraus den sehr verblüffenden Schluss ziehen: Atome sind im wesentlichen leer ( 1 Info: Du bestehst aus Zwischenraum )! Du bestehst aus Zwischenraum Das Verhältnis von Kern zu Hülle variiert mit der Atomsorte. Wenn du einen Atomkern auf 1 cm auf- bläst, dann ist die Hülle 100 bis 1000m groß. Wasser- stoff ( B 22.6 ) liegt also irgendwo in der Mitte. Blasen wir ein beliebiges Ding in Gedanken so auf, dass die Atomkerne in der Größe von Glasmurmeln sind. Selbst wenn die Atome dicht an dicht gepackt sind, ist es von Kern zu Kern einige hundert Meter weit ( B 22.7 )! Weil die Elektronen dazwischen federleicht sind, sind Atome also im Wesentlichen leer! Das bedeutet, dass auch du fast nur aus Zwischenraum bestehst! Abgefahren! Moleküle setzen sich zumindest aus zwei Atomen zusammen. So unterschiedlich sie auch aufgebaut sein können, es gibt eine Gemeinsamkeit: In Molekülen teilen sich die Atome gemeinsam Elektronen. Sehen wir uns dazu den einfachs- Wenn man Atomkerne auf Murmelgröße aufbläst, befindet sich zwischen den Kernen ein Abstand von einigen hundert Metern! Du bestehst vor allem aus Zwischenraum! B 22.7 H + H = H 2 B 22.8 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv