0.V - IMN/HTWK

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0.5
Aufbau der Atome
Der positiv geladene Atomkern mit nahezu der
gesamten Atommasse ist im Mittelpunkt des
Atoms. Er besteht aus positiv geladenen Protonen
und elektrisch neutralen Neutronen.
Die negativ geladenen Elektronen befinden sich
außerhalb des Atomkerns in der Elektronenhülle,
die fast das gesamte Volumen des Atoms einnimmt.
Die Anzahl der positiven und negativen Ladungen
stimmt überein.
Masse und Ladung der Elementarteilchen
Masse m / g
Ladung e / C
Ladung / e
Elektron
9,1094 ⋅ 10-28
- 1,602 ⋅ 10-19
-1
Proton
1,6726 ⋅ 10-24
+1,602 ⋅ 10-19
+1
Neutron
1,6749 ⋅ 10-24
-
0
mElektron : mProton = 1 : 1836
Entwicklung des Atommodells - Beispiel Wasserstoff
+
+
+
"Einheitspakete"
Dalton, 1808
"Rosinenkuchen-Modell"
Thomson, 1903
Elektron, 1897
"Kern-Hülle-Modell"
Rutherford, 1911
Streuversuch, 1909
+
+
"Schalenmodell"
Bohr, 1913
+
"Wellenmechanisches
Atommodell"
Linienspektrum des H-Atoms,
Wellencharakter von Elektronen, 1924
1885, 1888, 1906, 1908
Schrödinger-Gleichung, 1926
Quantentheorie, 1900
Unschärferelation, 1927
Streuversuch, 1909
Größenverhältnisse
Durchmesser von Atomkernen ≈ 10-14 - 10-15 m
≈ 10-10 m
Durchmesser von Atomen
1 cm
:
Größenverhältnis Kern – Hülle
1 : 10.000 - 100.000
100 m
"Das Atom besteht in erster
Linie aus Nichts"
Ernest Rutherford
Masse des H-Kerns (Proton)
1,7 ⋅ 10-27 kg
Volumen eines H-Kerns
4
⋅ 10-45 m3
Dichte des H-Kerns
4
⋅ 1017 kg/m3 (Blei: 1,1 ⋅ 104 kg/m3)
Elektronen aller Fe-Atome
werden komprimiert
Masse bleibt erhalten
Atomsymbole
Ein Atom eines Elements E (Nuklid) wird
vollständig
durch
seine
Ordnungszahl
Z
(Kernladungszahl) und seine Massenzahl A charakterisiert.
Isotope sind Atomarten eines Element mit
gleicher Protonenzahl aber unterschiedlicher
Neutronenzahl
und
damit
unterschiedlicher
Massenzahl.
Ordnungszahl = Protonenzahl = Elektronenzahl
Protonenzahl + Neutronenzahl = Massenzahl
Die Anzahl an Nukleonen (Massenzahl)
annähernd die Atommasse an.
Schreibweise Nuklid:
A
ZE
gibt
63
29 Cu
35
37
17 Cl , 17 Cl
16 2 −
8O
23
+
Na
11
Kupfer-Atom mit 29 Protonen
und 34 Neutronen im Kern,
29 Elektronen in der Hülle,
Massenzahl 63,
Schreibweise auch Cu-63
Chloratome mit 17 Protonen
und 18 bzw. 20 Neutronen im
Kern,
17 Elektronen in der Hülle,
Massenzahlen 35 bzw. 37 ,
Schreibweise auch Cl-35
bzw. Cl-37
Oxid-Anion mit 8 Protonen
und 8 Neutronen,
10 Elektronen in der Hülle [Ne],
Massenzahl 16
Natrium-Kation mit 11
Protonen und 12 Neutronen,
10 Elektronen in der Hülle [Ne],
Massenzahl 23
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