Atome - clasa-11c

Atome
Definition:
Ein Atom ist das kleinste elektrisch neutrale Teilchen eines chemischen Elementes, durch
dessen Eigenschaften das charakteristische chemische und physikalische Verhalten des
Elements bestimmt wird. Stabile Atome sind mit chemischen Mitteln nicht weiter teilbar,
doch mit physikalischen können sie in Elementarteilchen gespalten werden. Atome
bestehen aus einem positiv geladenen Atomkern, und dieser wiederum aus Protonen und
Neutronen, sowie einer gleich stark negativ geladenen Elektronenhülle, die auch die
chemischen Eigenschaften des Atoms bestimmt.
Frühe Atomvorstellungen:
Schon um etwa 400 v. Chr. prägte der griechische Philosoph Demokrit den Begriff
“atomos” für unteilbare Teilchen. Obwohl rein vom philosophischen Standpunkt
ausgehend, begründete er die Vorstellung von kleinsten, nicht weiter teilbaren Teilchen.
Demgegenüber meinte Aristoteles um etwa 300 v. Chr., daß alles aus den 4
Grundelementen Erde, Wasser, Feuer und Luft aufgebaut wäre.
Der Engländer John Dalton (1766 - 1844) griff zu Beginn des 19. Jahrhunderts die
Atomhypothese wieder auf. Seine Beobachtungen über Massenverhältnisse bei
chemischen Reaktionen ließen sich sehr gut mit der Vorstellung von unteilbaren
kleinsten Einheiten in Einklang bringen. Dalton ordnete jedem Element ein bestimmtes
Atom zu, die Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in Größe und Masse.
Dalton konnte allerdings seine Atome nicht nachweisen, und sein Modell konnte auch
nicht Phänomene wie Elektrizität oder die 1896 von Antoine Henri Becquerel (1852 1908) entdeckte Radioaktivität erklären.
Aufbau der Atome:
Der Engländer Ernest Rutherford (1871 - 1937) entwickelte 1911 aus der Beobachtung
der Ablenkung radioaktiver Strahlen beim Durchgang durch Materie sein Kern-HülleModell.
Bei seinem Versuch, der heute “Rutherford´scher Streuversuch” genannt wird,
bestrahlte er eine Goldfolie mit durch Radium erzeugten -Strahlen. Dabei konnte er
beobachten, wie die -Strahlen vom Kern reflektiert oder in der Nähe des Kerns
abgelenkt wurden. Die weitaus meisten jedoch durchdrangen ungehindert die Hülle.
Daraus schloß er, das sich die Masse des Atoms in einem kompakten Kern vereinigt, der
von Elektronen umkreist wird.
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Der Atomkern besteht aus Protonen (p+) und Neutronen (n), den sogenannten
Nukleonen (Kernteilchen), in der Hülle befinden sich die Elektronen (e-). Protonen und
Elektronen sind Träger der elektrischen Elementarladung. Da alle Ladungen von
materiellen Teilchen nur Vielfache der Elementarladung sein können, geht man von
Elementarladungen von +1 bzw. -1 aus. Neutronen sind ungeladen. Bei elektrisch
neutralen Atomen ist die Anzahl der Protonen und Elektronen gleich groß.
Die Masse eines Atoms befindet sich fast zur Gänze im Kern, die Hüllenmasse macht nur
etwa ein Viertausendstel der Gesamtmasse des Atoms aus. Die Messung erfolgt heute
mit Massenspektrometern. Als atomare Masseneinheit wurde 1 u (unit) festgelegt:
1 u = 1.66056 * 10-24 g
Die Elementarteilchen im Kern liegen sehr dicht beisammen, wobei die neutralen
Neutronen die Protonen, die sich sonst aufgrund ihrer gleichen Ladung abstoße würden,
zusammenhalten. Die Hülle ist etwa 104 - 105 mal so groß wie der Kern.