EL-MO I Elemente, Schulbuch

131 t4w4dd 2. Semester: Stoffumwandlungen und Energetik 7 Atombau und Periodensystem der Elemente 1 7 1.1 Der Aufbau der Atome 8 1.2 Mol - Molmasse 10 1.3 Radioaktivität 12 1.4 Die Elektronenhülle 18 1.5 Veränderung der Elektronenhülle 25 1.6 Das Periodensystem der Elemente PSE 26 1.7 Ausgewählte Gruppen aus dem PSE 28 mp3r63 KM-5: Modellbildung Schluss mit Atom! Wir machen aus Sonnenlicht STROM! „Schluss mit Atom“ fordert ein Hersteller von Solaranlagen zur Erzeugung von elektrischer Energie. Wie die Solaranlagen ohne Siliziumatome funktionieren sollen, wird aber nicht ver- raten. Natürlich ist das nicht wörtlich zu nehmen, es ist wohl eine Energieversorgung ohne Kernenergienutzung gemeint. Natürlich ist nicht ein Verbot von Atomen geplant, sondern ein Verbot von Kernwaffen und Kernkraftwerken, aber bei streng juristischer – also wörtlicher Auslegung des Titels……? Vielleicht sollten wir uns mit dem Begriff Atom doch etwas ge- nauer auseinandersetzen. * Wie kommt man auf die Idee, dass es Atome gibt? * Weshalb kann man Atome nicht einmal im Mikroskop sehen? * Warum zweifelt trotzdem kein ernstzunehmender Wissen- schaftler heute an der Existenz von Atomen? Aber nicht nur ein Pro- duzent von Solaran- lagen, dem man noch eine Unkenntnis der Tat- sachen nachsehen kann, fordert irrtümlich die Abschaffung der Atome. Der Gesetzgeber der Republik Österreich, der Nationalrat, hat mit Inkrafttreten am 13. August 1999 wörtlich ein „Bundesver- fassungsgesetz für ein atomfreies Österreich“ beschlossen. Die Abschaffung der Atome – zumindest in unserem Land – hat somit Verfassungsrang. Zu unser Aller Glück ist das Gesetz, was seinen Titel betrifft, nicht wörtlich umgesetzt worden. Es bliebe sonst in unserem Land nichts – wirklich nichts, nicht einmal Steine, Luft und Wasser, erst recht keine Lebewesen – über. Die Vorstellung von unteilbaren Atomen kam durch die Erkenntnisse der Elektrizitätslehre, dass elektrisch geladene Teilchen existieren, die offenbar aus den Atomen stammen, und durch die Entdeckung der Radioaktivität 1896 durch den Franzosen Antoine Henri Becquerel (1852–1908) ins Wanken. Radioaktive Strahlen sind Atombruchstücke. Daher können Atome nicht un- teilbar sein. Beginnen wir mit der interessanten Reise von Demokrit über Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr und Schrödinger zu unserer heutigen Vorstellung von Atomen. Schon im griech. Altertum – ca. 400 v. Chr. – prägte der Philosoph Demokrit den Begriff „atomos“ – das Unteilbare. Er begründete damit die Vorstellung, dass die Materie aus kleinsten, nicht wei- ter teilbaren Einheiten, den Atomen besteht. Seine Vorstellungen waren philosophischer Natur, naturwissenschaftliche Erkennt- nisse standen nicht zur Verfügung. Nachdem die Philosophie Demokrits für etwa 2000 Jahre von anderen Vorstellungen verdrängt war, griff der Engländer John Dalton (1766–1844) zu Beginn des 19. Jahrhunderts die Atomhy- pothese wieder auf. Er erkannte, dass sich seine Beobachtungen über Massenverhältnisse bei chemischen Reaktionen gut mit der Vorstellung erklären ließen, die Materie bestehe aus unteilbaren kleinsten Einheiten. Jedem Element ordnete er ein be-stimmtes Atom zu. Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in Größe und Masse. Die Massenverhältnisse finden sich wieder in den Massenverhältnissen bei chemischen Vorgängen. Demokrit Schrödinger Rutherford Bohr ≈ 400 v. Chr. 1928 1803 1903 1911 1913 + + „Scheinbar ist Farbe, scheinbar Süßigkeit, scheinbar Bitterkeit: wirklich nur Atome und Leeres.“ – Demokrit: Fragment 125 + + + + Dalton Thomson Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv