71 41 Was wissen wir über die Atome? Wie du bereits weißt, ist jeder Körper aus kleinsten Teilchen, den Atomen, aufgebaut. Bei diesen unterscheidet man zwischen dem Atomkern mit den Protonen und Neutronen und der Atomhülle mit den Elektronen. Die Anzahl der positiven Ladungen im Atomkern, also die Zahl der Protonen, heißt Kernladungs- oder Ordnungszahl. Zum Beispiel hat Wasserstoff die Ordnungszahl 1. Das bedeutet: Ein Wasserstoffatom besitzt im Atomkern ein Proton, in der Atomhülle ein Elektron. Die Kernladungszahl bestimmt die Art des Stoffes und ist von Stoff zu Stoff verschieden. Diejenigen Stoffe, bei denen alle Atome dieselbe Kernladungszahl haben, nennt man Grundstoffe oder Elemente (elements). Bis 2020 waren 118 Elemente bekannt. Aus ihnen sind alle Stoffe unserer Welt zusammengesetzt. Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich außer in ihrer Protonenzahl auch durch ihre Größe und durch ihre Masse (Tab. 41.1). Beinahe die gesamte Masse eines Atoms ist in seinem winzigen Atomkern enthalten. Denn erst die Masse von etwa 2000 Elektronen entspricht der Masse eines einzigen Protons. Protonen und Neutronen haben annähernd die gleiche Masse. Das Wasserstoffatom hat von allen Atomen die kleinste Masse, und zwar ungefähr 0,000 000 000 000 000 000 000 000 001 7kg. Diese Masse ist für uns unvorstellbar klein. Das Wasserstoffatom hat auch den kleinsten Durchmesser, nämlich nur etwa ein Zehnmillionstel eines Millimeters (≈ 0,1 nm). Aber auch alle anderen Atome sind nicht wesentlich größer. In einem Gramm Wasserstoff beträgt die Anzahl der Atome rund eine Quadrillion (eine Zahl mit 24 Nullen). Könntest du in jeder Sekunde eine Milliarde Atome zählen, würdest du für das Zählen dieser Atome rund 30 Millionen Jahre benötigen. Das Rechnen mit solchen Zahlen ist sehr umständlich. Daher führt man eine neue Größe, die relative Atommasse, ein. Sie gibt an, wieviel Mal die Masse eines Atoms größer ist als 1/12 der Masse eines bestimmten Kohlenstoffatoms (C-12 Isotop, siehe Lehrbuch 4. Klasse, Kapitel 58). Die relative Atommasse eines Wasserstoffatoms beträgt 1,00794 ≈ 1. Tab. 41.1 enthält die relativen Atommassen einiger Elemente. Die Masse eines Kohlenstoffatoms ist also etwa 12-mal, die eines Sauerstoffatoms etwa 16-mal so groß wie die eines Wasserstoffatoms (Abb. 41.2). 41.1 Zwei Atome Wasserstoff und ein Atom Sauerstoff verbinden sich zu einem Molekül Wasser. Wie viel Gramm Wasserstoff müssen wir mit 32g Sauerstoff verbinden, um möglichst viel Wasser zu erhalten? 41.2 In wie viel Gramm Wasserstoff sind doppelt so viele Atome enthalten wie in 64g Sauerstoff? Du bist dran – zeige deine Kompetenz: Element Symbol relative Atommasse (gerundet) Wasserstoff H 1,0 Kohlenstoff C 12,0 Stickstoff N 14,0 Sauerstoff O 16,0 Schwefel S 32,1 Eisen Fe 55,8 Kupfer Cu 63,5 Silber Ag 107,9 Gold Au 197,0 41.1 Relative Atommassen einiger Elemente 41.2 Vergleich der Masse von Sauerstoff- und Kohlenstoffatomen Sauerstoffatome Kohlenstoffatome 3 Sauerstoffatome „wiegen” etwa soviel wie 4 Kohlenstoffatome Die Anzahl der Protonen, die Kernladungszahl, bestimmt die Art des Stoffes. Bei jedem Grundstoff (Element) haben alle Atome jeweils dieselbe Kernladungszahl. Fast die gesamte, unvorstellbar kleine Masse eines Atoms befindet sich in seinem Atomkern. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy ODE3MDE=