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Elektrische
Phänomene sind
allgegenwärtig
… Atome als Bausteine
Atome, soweit das
Auge reicht: Aus
WasserstoffAtomen bilden
sich im Inneren
der Sonne
Helium-Atome.
Daneben
entstehen noch
größere
Atome mit noch
mehr Atombausteinen.
Halogenscheinwerfer heißen so, weil das
Halogen Iod in den Halogenbirnchen für
helleres Licht sorgt. Der Elektronenstrom
kann den Atomen der Wolframlegierung
so richtig „einheizen“, ohne dass der
Draht dünner wird und durchbrennt.
Verdampfte Wolfram-Atome werden mit
Hilfe von Iod zur Glühwendel
zurücktransportiert.
Den Atombausteinen auf der Spur:
Ein selbst gebastelter Ladungsmesser nützt
die Tatsache, dass gleichartige Ladungen
einander abstoßen. Negative Elektronen
gelangen vom elektrostatisch geladenen
Kugelschreiber auf die Alufolie.
Die Alu-Streifchen stoßen einander ab.
Bei einem Gewitter
entstehen positiv und
negativ geladene
Stoffteilchen. Wenn es
blitzt, werden diese
Ladungen wieder
ausgeglichen. Heute
erklärt man solche
Vorgänge mit den
Bausteinen aller
Stoffteilchen, den
Atomen.
Argon-Atome – klein, aber
nützlich: Das Edelgas Argon dient
als reaktionsträges Schutzgas
beim Schweißen. Die Edelgase
Helium, Neon, Krypton, Xenon
und Radon sind ähnlich
reaktionsträge, weil ihre
Atomhüllen ähnlich gebaut sind.
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Atome als Bausteine
Das Element Nr. 112
Ein neues Element wurde entdeckt.
Eines, das in der Natur nicht vorkommt. Wie sieht dieses Element
aus? Welche Eigenschaften hat es
und was kann man damit anfangen? Ein Mitarbeiter des erfolgreichen Experimentes winkt
lächelnd ab und sagt zu den wartenden Journalisten: „Es ist uns
gelungen, einen Atomkern herzustellen und nachzuweisen. Mit
einem Atomkern, der noch dazu
nach Bruchteilen von Sekunden
wieder zerfällt, kann man im Alltag
gar nichts anfangen. Man kann gar
nicht von einem neuen Stoff sprechen. Stoffe lassen sich angreifen
oder zumindest im Mikroskop
beobachten. Dazu wäre aber eine
viel größere Anzahl dieser neuen
Atome notwendig. Mit unseren
Experimenten möchten wir keinen
neuen Werkstoff herstellen, sondern vorwiegend die Verschmel-
zung von schweren Atomkernen
verstehen lernen. Dazu schießen
wir mit Hilfe von riesigen Apparaten bestimmte Atomkerne von
bekannten Elementen aufeinander
und hoffen, dass sie zu einem
neuen Kern verschmelzen. Auf
diese Weise ist am 9. Februar 1996
um 22.37 Uhr die Herstellung
eines Atoms des Elementes 112 gelungen …“
Alle Atome bestehen aus drei Bausteinen
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Bausteine von Atomen in Aktion: Das Bild
am Fernsehschirm (Testbild; bis 1995) wird
von aufprallenden Elektronen verursacht.
Sterne entstehen im Weltall: Wasserstoffatome verschmelzen zu anderen,
schwereren Elementatomen.
Elementumwandlung durch den Menschen:
Riesige „Teilchenbeschleuniger“ sind
notwendig, um Atomkerne zu verändern.
Die Bausteine der Bausteine
Lange Zeit glaubte man, dass die
kleinsten Bausteine aller Stoffe
unveränderlich und nicht mehr
zerlegbar sind. Deshalb wurden
diese Bausteine als Atome (atomos
= unteilbar) bezeichnet. Du wirst
von diesen Teilchen bald mehr
erfahren. Vorerst reicht es jedoch,
wenn du dir merkst, dass die Atome
selbst aus drei Teilchen bestehen.
Die Protonen und Neutronen
bilden den Atomkern. Die Elektronen befinden sich in der Atomhülle.
Die Arten der Atome
Die Art des Atoms wird durch die
Anzahl der Protonen im Atomkern
festgelegt. Ein chemisches Element
besteht aus gleichartigen Atomen,
genauer aus Atomen mit gleicher
Protonenzahl. Alle Eisenatome
haben beispielsweise 26 Protonen;
alle Goldatome im Gold 79 Protonen. So gibt es für jedes in der
Natur vorkommende chemische
Element die zugehörige Atomart,
vom Wasserstoffatom mit nur einem Proton im Atomkern bis zum
Uran mit 92 Protonen.
Veränderungen der Atome
Beim Zerlegen eines Stoffes werden
die Atome der vorhandenen Elemente wieder voneinander getrennt. Veränderungen treten dabei
nur in der Atomhülle auf. Die Atomkerne selbst bleiben unverändert.
Die Protonenzahl und damit die
Elementart ist gleich geblieben.
Niemand kann so aus einem Stoff
ein Element gewinnen, das nicht
schon in gebundener Form vorhanden war. Elementumwandlungen werden nur in großen Atomforschungszentren durchgeführt.
Atome als Bausteine
Übungen
1
Ganz ohne Vokabeln geht es nicht.
Atom
Wo würdest du die Begriffe Atomkern, Atomhülle, Protonen und Elektronen in das nebenstehende Diagramm eintragen?
Neutronen
2
Ein gemeinsamer Nenner!
Alle Stoffe bestehen aus rund 100
verschiedenen Atomen. Alles um
uns kann man sich somit aus 3
gleichen Atombausteinen zusammengesetzt vorstellen.
Wie heißen diese Bausteine?
1.
2.
Atome in allem, was Platz braucht:
Fast alle Gesteine enthalten zum Beispiel
Sauerstoffatome.
Atome in allem, was Masse hat:
Gebundene Kohlenstoffatome findet man
beispielsweise in allen belebten Stoffen.
3.
3
Sowohl Grafit als auch Diamant bestehen ausschließlich aus Atomen mit
jeweils 6 Protonen im Atomkern.
Versuche mit der Tabelle auf der rückwärtigen Innenseite des Buchumschlages festzustellen, aus welchem Element beide Stoffe bestehen.
a) Das Element heißt: ______________________________________________
Zwei Stoffe mit ganz unterschiedlicher
Härte und unterschiedlichem Aussehen
bestehen aus dem gleichen Element.
b) Wieso kann man Grafit oder Diamant nicht in mehrere Elemente zerlegen?
_______________________________________________________________
4
Der Stein der Weisen
Im Mittelalter waren Scharen von Alchemisten von einer Idee besessen:
Man wollte aus weniger wertvollen Metallen das heiß begehrte Gold herstellen. Der Überlieferung nach sollte dabei der so genannte „Stein der
Weisen“ eine entscheidende Rolle spielen. Scharlatane und seriöse Forscher waren in ihren chemischen Laboratorien von vornherein zum
Scheitern verurteilt!
Schreibe eine Begründung dafür!
Ein Alchemistenlaboratorium: Gold konnte
zwar nie erzeugt werden, dafür wurden
aber viele andere wertvolle
Entdeckungen gemacht.
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