Vom Aufbau der Materie

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Einige chemische Elemente ...
Reinstoffe wie Wasser, Alkohol, Kochsalz oder Zucker sind mit
physikalischen Methoden nicht weiter trennbar.
Durch chemische Vorgänge – chemische Reaktionen – können
Reinstoffe jedoch in kleinere Bausteine zerlegt werden. Das zeigen die folgenden beiden Versuche.
V
Zuckerkohle
VERSUCH
Du brauchst: Zucker, Reagenzgläser, Reagenzglashalter, Holzspan, Brenner
Fülle ein Reagenzglas etwa zur Hälfte mit Zucker. Erhitze über
der Brennerflamme, bis Dämpfe entweichen.
Versuche die Dämpfe zu entzünden.
Um welchen Stoff könnte es sich bei dem schwarzen Rückstand im Reagenzglas handeln?
V
Da brennt der Span
VERSUCH
Du brauchst: Reagenzglas, Reagenzglashalter, Brenner, Spatel,
Holzspan, Kaliumpermanganat
Gib einen Spatel Kaliumpermanganat in das Reagenzglas und
erhitze. Sobald es „knistert“, tauchst du einen glimmenden
Holzspan in das Reagenzglas. Beobachte den Holzspan und
versuche eine Begründung deiner Beobachtung.
In den beiden Versuchen werden die Reinstoffe Zucker und
Kaliumpermanganat durch chemische Reaktionen in andere
Stoffe zerlegt.
Der schwarze Rückstand im ersten Versuch ist Kohlenstoff.
Im zweiten Versuch wird beim Erhitzen aus dem Kaliumpermanganat ein Gas freigesetzt, das den glimmenden Holzspan entflammt. Das freigesetzte Gas ist Sauerstoff. Kohlenstoff und
Sauerstoff können auch durch chemische Reaktionen nicht
mehr in kleinere Bausteine zerlegt werden: Kohlenstoff und
Sauerstoff sind Beispiele für chemische Elemente.
M
Chemische Elemente können durch chemische Reaktionen nicht weiter zerlegt werden.
MERKE!
In den folgenden Experimenten lernst du weitere chemische
Elemente kennen.
V
Brennendes Metall
VERSUCH
Du brauchst: Magnesiumband, Tiegelzange, feuerfeste Unterlage, Brenner
Schütze deine Augen mit der Schutzbrille und schaue nicht
direkt in die grelle Flamme des brennenden Magnesiumbands!
Halte ein etwa 5 cm langes Magnesiumband an einem Ende mit
der Tiegelzange und entzünde das Magnesium in der Flamme
des Brenners.
Magnesium ist ein metallisches Element und wird z. B. bei der
Herstellung von Wunderkerzen verwendet.
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... und deren Symbolschreibweise
V
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Flammenfärbungen
VERSUCH
Du brauchst: Natriumchlorid, Lithiumchlorid, Kupferchlorid,
Magnesiastäbchen, Spatel, Blatt Papier, kleines Becherglas,
destilliertes Wasser, Brenner
1. Bereite dir auf dem Blatt Papier mit dem Spatel eine kleine
Menge Natriumchlorid, Lithiumchlorid und Kupferchlorid vor.
Beschrifte die Stoffe auf dem Blatt Papier.
Befeuchte das Magnesiastäbchen mit destilliertem Wasser und
tauche es zunächst in Natriumchlorid. Halte das Stäbchen nun
in die nicht leuchtende Brennerflamme (was mit „nicht leuchtender“ Flamme gemeint ist, erklärt dir dein Lehrer oder deine
Lehrerin).
Ergänze die Flammenfärbung in der Tabelle.
2. Wiederhole den Versuch mit Lithiumchlorid und Kupferchlorid.
Flammenfärbungen:
Natrium (links) und Kupfer
Stoff
Flammenfärbung
Natriumchlorid
Lithiumchlorid
Kupferchlorid
• Aus dem Physikunterricht der 3. Klasse weißt du, dass die
Bausteine des Natriumchlorids Natrium-Ionen und ChloridIonen sind. Natrium und Chlor sind chemische Elemente. Aus
welchen Elementen werden wohl Lithiumchlorid und
Kupferchlorid bestehen?
• Welche Elemente bewirken im vorangegangenen Versuch die
Flammenfärbungen?
Manche Elemente können mithilfe der Flammenfärbung nachgewiesen werden: Natrium färbt die Flamme gelb, Kupfer grün,
Lithium rot.
Feuerwerke erhalten ihre Farbenpracht durch die „Flammenfarben“ der Elemente.
Für die Namen der Elemente schreibt man Symbole.
In der Tabelle siehst du einige Beispiele.
M
MERKE!
Element
Lateinischer
Name
Symbol
Wasserstoff
Hydrogenium
H
Helium
Helium
He
Kohlenstoff
Carboneum
C
Chlor
Chlorum
Cl
Eisen
Ferrum
Fe
Für jedes chemische Element gibt es ein Symbol.
Alle derzeit bekannten chemischen Elemente findet man im Periodensystem der Elemente.
Anmerkung: Das Periodensystem der Elemente ist auf S. 110.
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Atommodelle ...
Aus dem Physikunterricht weißt du: Alle Stoffe bestehen aus
Teilchen.
M
MERKE!
Die Bausteine eines Elements sind gleichartige Teilchen, die
Atome.
Aus dem Physikunterricht der 3. Klasse kennst du folgendes
Atommodell:
M
MERKE!
Das Atom besteht aus einem sehr kleinen positiv geladenen
Atomkern, der von einer negativ geladenen Atomhülle umgeben ist.
Die Bausteine des Atomkerns sind positiv geladene Protonen
und elektrisch neutrale Neutronen.
Die Teilchen der Atomhülle sind negativ geladene Elektronen.
Bei elektrisch neutralen Atomen ist die Anzahl der Protonen
gleich mit der Anzahl der Elektronen.
Der dänische Physiker Niels Bohr (1885-1962) entwickelte die
Vorstellung, dass die Elektronen auf Bahnen um den Atomkern
kreisen – wie die Planeten um die Sonne. Dieses Atommodell
musste später jedoch aufgegeben werden. Einer der Gründe:
Für ein Teilchen mit sehr kleiner Masse – wie ein Elektron – ist es
aus physikalischen Gründen nicht möglich, den Aufenthaltsort
genau zu bestimmen. Man kann nur den Raumbereich angeben,
in dem sich ein Elektron mit großer Wahrscheinlichkeit aufhält.
Dieser Raumbereich wird Orbital genannt.
Der österreichische Nobelpreisträger Erwin Schrödinger (18871961) verbesserte das Modell von Niels Bohr. Stark vereinfacht
kann man dieses Modell der Atomhülle folgendermaßen beschreiben:
Elektronen halten sich in bestimmten Energieräumen um den
Kern auf. Diese Energieräume kann man sich als „Schalen“ vorstellen, die Sphären genannt werden.
Es gibt höchstens 7 Sphären. Die Sphären unterscheiden sich
durch ihre Abstände vom Atomkern und ihren „Energieinhalt“.
Innerhalb der Sphären halten sich die Elektronen in Orbitalen
auf. In jedem Orbital gibt es maximal 2 Elektronen.
In jeder Sphäre ist nur eine bestimmte Anzahl von Orbitalen
möglich.
Beispiel:
In der 1. Sphäre gibt es nur ein Orbital (mit maximal 2 Elektronen). In der 2. Sphäre existieren bis zu 4 Orbitalen. Die 2.
Sphäre ist deswegen mit 8 Elektronen voll besetzt.
Kochsalz (links) ist kein Element.
Es besteht aus Natrium-Ionen
und Chlorid-Ionen. Eisen ist ein
Element. Es besteht nur aus
Eisenatomen.
Jeder Kohlenstoffatomkern hat 6
Protonen. Jeder Chloratomkern
hat 17 Protonen.
Die Atomkerne eines Elements
können jedoch unterschiedlich
viele Neutronen haben.
Stelle dir den Atomkern auf 6 mm
vergrößert in der Achse des
Riesenrads im Wiener Prater vor.
Die Atomhülle hätte dann ungefähr den Durchmesser des
Riesenrads (~60 m).
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... und Periodensystem der Elemente
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Mit diesem Modell der Atomhülle kann man die Ordnung im
Periodensystem der Elemente verstehen. Die Darstellung unten
zeigt die ersten 18 Elemente des Periodensystems. Das vollständige Periodensystem findest du auf Seite 110.
Die Abbildung zeigt dir, dass die Elemente nach steigender Protonenzahl – der Ordnungszahl –
gereiht sind. Wann beginnt man aber mit einer neuen Zeile, d. h. einer neuen Periode?
Helium (He) hat 2 Protonen im Atomkern, daher auch 2 Elektronen in der Atomhülle. Für beide Elektronen ist in dem einzigen Orbital der 1. Sphäre Platz. Mit 2 Elektronen ist die 1. Sphäre voll besetzt.
Lithium (Li) hat 3 Elektronen in der Atomhülle (Begründe!). Zwei Elektronen sind in der 1. Sphäre, das
dritte Elektron muss sich in einem Orbital der 2. Sphäre aufhalten. Mit einer neuen Sphäre beginnt im
Periodensystem eine neue Periode. Lithium ist somit das erste Element der 2. Periode.
Das letzte Element der 2. Periode ist das Edelgas Neon (Ne). Zwei Elektronen dieses Elements sind
in der 1. Sphäre, die restliche 8 Elektronen in den 4 Orbitalen der 2. Sphäre. Die 2. Sphäre kann somit
keine weiteren Elektronen mehr aufnehmen. Der so genannte Edelgaszustand ist erreicht.
• Warum ist das Element Natrium (Na) das erste Element der 3. Periode?
Die Elektronen der jeweils äußersten Sphäre nennt man Außenelektronen. Sie haben für den Aufbau
der Stoffe aus Atomen eine besondere Bedeutung. Mehr über die Bedeutung der Außenelektronen
erfährst du auf den folgenden Seiten.
Atome mit gleicher Anzahl von Außenelektronen haben oft ähnliche chemische Eigenschaften. Sie
stehen im Periodensystem in einer so genannten Gruppe untereinander.
In der Darstellung oben findest du nur die Gruppen 1 und 2 sowie 13 bis 18. Diese Gruppen heißen
Hauptgruppen.
• Wie viele Außenelektronen haben die Elemente der 1. Gruppe (17. Gruppe)?
• Wie viele Außenelektronen haben (mit Ausnahme von Helium) die Elemente der 18. Gruppe?
Die Gruppen 3 bis 12 heißen Nebengruppen. Die Verteilung der Elektronen der Nebengruppenelemente auf die Sphären und Orbitale ist schwieriger zu verstehen. In einem weiterführenden
Chemieunterricht wirst du davon hören.
M
MERKE!
Im Periodensystem sind die Elemente
• nach steigender Zahl von Protonen im Atomkern,
• nach der Zahl der Sphären nebeneinander in Perioden und
• nach der Zahl der Außenelektronen untereinander in Gruppen geordnet.
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Arten chemischer Verbindungen – Die Metallbindung
Die Atome eines Elements oder die Atome verschiedener Elemente können sich miteinander verbinden. Solche
Verbindungen heißen chemische Verbindungen.
M
MERKE!
Die Ursache aller chemischen Verbindungen sind anziehende elektrische Kräfte. Für das Auftreten dieser elektrischen
Kräfte gibt es zwei Gründe:
1. Die Atome geben Außenelektronen ab oder nehmen
Außenelektronen auf.
2. Atomhüllen überlappen einander.
Natrium ist ein Metall. Es gibt
sein einziges Außenelektron
leicht ab.
Der Aufbau der Atomkerne bleibt in chemischen Verbindungen unverändert.
Das Periodensystem der Elemente zeigt dir: Die Elemente werden
eingeteilt in Metalle, Halbmetalle, Nichtmetalle und Edelgase.
Die Atome von Edelgasen gehen nur sehr schwer chemische
Verbindungen ein, weil ihre äußerste Sphäre mit 8 Elektronen
voll besetzt ist. Sie können daher weder zusätzliche Elektronen
aufnehmen, noch „wollen“ sie Elektronen abgeben. Man sagt:
Edelgase sind reaktionsträge.
Chlor ist ein Nichtmetall. Es
kann in seine äußere Sphäre
noch ein Elektron aufnehmen.
Die meisten Stoffe des Alltags sind Verbindungen von:
• Metallen mit Metallen:
Diese Bindungsart heißt Metallbindung.
• Metallen mit Nichtmetallen:
Diese Bindungsart heißt Ionenbindung.
• Nichtmetallen mit Nichtmetallen:
Diese Bindungsart heißt Elektronenpaar- oder Atombindung.
Die Metallbindung
Metallatome haben im Allgemeinen wenige Außenelektronen.
Diese Außenelektronen geben sie leicht ab. Nach der Elektronenabgabe bleiben positiv geladene Metall-Ionen zurück.
Diese Ionen sind regelmäßig in einem Metallgitter angeordnet.
Die abgegebenen Außenelektronen sind frei beweglich wie die
Teilchen eines Gases. Zwischen diesem negativ geladenen
„Elektronengas“ und den positiv geladenen Metall-Ionen wirken elektrische Anziehungskräfte gegen die abstoßenden Kräfte zwischen den positiv geladenen Metall-Ionen.
Mit diesem Modell kann man z. B. die Stromleitung in Metallen
und die gute Verformbarkeit von Metallen erklären.
M
MERKE!
Die Metallbindung entsteht durch elektrische Anziehungskräfte zwischen positiv geladenen Metall-Ionen und einem
negativ geladenen „Elektronengas“.
Die Elektronen des Elektronengases sind frei beweglich.
Metallbindung: Positive MetallIonen und negatives „Elektronengas“ sorgen für Zusammenhalt.
Beim Verformen eines Metalls
wird mit den Ionen auch das
„Elektronengas“ bewegt. Deswegen bleiben die elektrischen
Anziehungskräfte erhalten.
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Die Ionenbindung
Die Ionenbindung
Die Bausteine des Kochsalzes sind die Elemente Natrium und
Chlor. Aus dem Periodensystem erkennst du: Natrium ist ein
Metall. Chlor ist ein Nichtmetall.
Das neutrale Natriumatom gibt sein einziges Außenelektron
leicht ab. Das neutrale Chloratom hat 7 Außenelektronen und
kann daher noch ein Elektron in ein Orbital seiner äußersten
Sphäre aufnehmen. Bei der chemischen Verbindung dieser beiden Elemente „wechselt“ daher je ein Elektron von einem
Natriumatom zu einem Chloratom. Nach dieser chemischen
Reaktion hat jedes Natriumatom weiterhin 11 Protonen (mit positiver Ladung) im Atomkern, aber nur noch 10 Elektronen (mit
negativer Ladung) in der Atomhülle. Das Atom ist nun positiv
geladen und heißt positiv geladenes Natrium-Ion.
Das Chloratom ist nach der Reaktion negativ geladen und heißt
negativ geladenes Chlorid-Ion. Begründe die negative Ladung!
23
Modell eines Kochsalzkristalls:
NaCl
Die positiv geladenen Natrium-Ionen und die negativ geladenen Chlorid-Ionen sind in einem so genannten Ionengitter
durch elektrische Anziehungskräfte aneinander gebunden. Diese Art der Bindung heißt Ionenbindung.
Kochsalz heißt in der Fachsprache des Chemikers Natriumchlorid. Die Formel lautet NaCl.
Diese Formel drückt aus, dass in einem Kochsalzkristall die
Anzahl der positiv geladenen Natrium-Ionen gleich ist mit der
Anzahl der negativ geladenen Chlorid-Ionen.
Außer NaCl gibt es noch viele andere Salze. Alle Salze entstehen durch Ionenbindungen.
Im Physikunterricht der 3. Klasse hast du beim Verkupfern
durch Elektrolyse vielleicht das Salz Kupferchlorid verwendet.
Jedes Atom des Metalls Kupfer gibt relativ leicht seine beiden
Außenelektronen ab. Jedes Atom des Nichtmetalls Chlor kann
jedoch nur ein Elektron aufnehmen. Wenn sich Kupferatome
mit Chloratomen verbinden, kann daher jedes Kupferatom
jeweils zwei Chloratome mit Elektronen „versorgen“. In einem
Kupferchloridkristall sind somit doppelt so viele negativ geladene Chlorid-Ionen wie positiv geladene Kupfer-Ionen. In der
Formel für Kupferchlorid wird dieses Ionenverhältnis durch folgende Verhältnisformel ausgedrückt: CuCl 2
CuCl 2, ein Salz zum Verkupfern
Mit dem Modell der Ionenbindung kann man z. B. die folgenden Eigenschaften der Salze begründen:
• Salze sind Isolatoren, weil die Ionen im Ionengitter aneinander
gebunden sind. Frei bewegliche elektrische Ladungen fehlen.
• Salze sind hart, weil die Ionenbindungen sehr fest sind.
• Salze sind spröde, weil nach mechanischer Krafteinwirkung
die abstoßenden elektrischen Kräfte zwischen gleich geladenen Ionen wirksam werden.
M
MERKE!
Die Ionenbindung entsteht durch elektrische Anziehungskräfte zwischen positiv geladenen MetallIonen und negativ geladenen Nichtmetall-Ionen. Die Ionen sind in einem Ionengitter an feste
Plätze gebunden. Durch Ionenbindungen entstehen Salze.
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Die Elektronenpaarbindung (Atombindung)
Die Elektronenpaarbindung (Atombindung)
Die Ursache für die Verbindung der Atome von Nichtmetallen
sind Elektronenpaare.
Einige Beispiele für das Modell der Elektronenpaarbindung:
Wie entstehen Wasserstoffmoleküle?
Die Atomhülle des Wasserstoffatoms hat in seiner einzigen
Sphäre nur ein Elektron (Begründe!). Ein zweites Elektron könnte
noch in das Orbital dieser Sphäre aufgenommen werden. Bei
Annäherung zweier Wasserstoffatome überlappen sich deren
Atomhüllen. Im Überlappungsgebiet halten sich häufig die Elektronen beider Atome auf. Dieses Elektronenpaar wirkt wegen
seiner negativen elektrischen Ladung gegen die abstoßenden
elektrischen Kräfte der beiden positiv geladenen Atomkerne
und bindet die beiden Atome aneinander. Die beiden Wasserstoffatome (2 H) verbinden sich zu einem elektrisch neutralen Wasserstoffmolekül (H2).
M
MERKE!
Zwei Wasserstoffatome (oben)
und die „Elektronenformel“ eines
Wasserstoffmoleküls (H2)
2 H bedeutet: zwei nicht gebundene Wasserstoffatome
H2 bedeutet: ein Molekül Wasserstoff aus zwei miteinander verbundenen Wasserstoffatomen
Weil die Bindung durch ein Elektronenpaar bewirkt wird, spricht
man von einer Einfachbindung zwischen den beiden Atomen.
Begründe, warum Wasserstoffmoleküle elektrisch neutral sind!
Wie entsteht ein Wassermolekül?
Zwei Wasserstoffatome bilden mit einem Sauerstoffatom je ein
Elektronenpaar. Dadurch sind die 4 Orbitale der zweiten Sphäre
des Sauerstoffatoms mit 8 Elektronen voll besetzt. Außerdem
sind auch im Orbital jedes Wasserstoffatoms zwei Elektronen.
Auch hier kommt die Bindung durch jeweils ein bindendes
Elektronenpaar zustande. Zwischen den beiden Wasserstoffatomen und dem Sauerstoffatom bestehen daher Einfachbindungen. Das kleinste Wasserteilchen ist ein elektrisch neutrales
Molekül mit der Formel H2O.
Wie entsteht ein Kohlenstoffdioxidmolekül?
Ein Kohlenstoffatom verbindet sich mit zwei Sauerstoffatomen zu
Kohlenstoffdioxid (CO2). Das Kohlenstoffatom ist jeweils durch
eine Doppelbindung mit den Sauerstoffatomen verbunden.
Wie entsteht ein Stickstoffmolekül?
In der äußeren (zweiten) Sphäre eines Stickstoffatoms sind 5
Elektronen (Begründe!). Drei Elektronen haben in dieser Sphäre
noch Platz. Durch Überlappen der Atomhüllen verbinden sich
daher zwei Stickstoffatome mit drei bindenden Elektronenpaaren. Mit dieser Dreifachbindung entsteht ein elektrisch neutrales Stickstoffmolekül mit der Formel N2. (Siehe Abbildung S. 25)
M
MERKE!
Die „Elektronenformel“ eines
Wassermoleküls (H2O)
Die „Elektronenformel“ eines
Moleküls Kohlenstoffdioxid (CO2)
Bei der Elektronenpaarbindung (Atombindung) werden die Atome von Nichtmetallen durch gemeinsame Elektronenpaare aneinander gebunden.
Die Teilchen, die bei dieser Verbindung entstehen, heißen Moleküle. Moleküle sind elektrisch neutral.
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Summenformeln, Strukturformeln und Raummodelle
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Wenn man Elektronenpaare symbolhaft durch Striche darstellt,
erhält man die so genannte Strukturformel des Moleküls.
An der Strukturformel erkennt man den „Bauplan“ des Moleküls.
An der Summenformel erkennt man hingegen nur, aus wie vielen und welchen Atomen das Molekül besteht. Durch Raummodelle kann man Moleküle besonders anschaulich darstellen.
Wasserstoffmolekül:
„Elektronenformel“,
Strukturformel und
Summenformel
Stickstoffmolekül:
„Elektronenformel“,
Strukturformel und
Summenformel
Wassermolekül:
„Elektronenformel“,
Strukturformel und
Summenformel
Chemiker verwenden oft komplizierte Raummodelle zum Verständnis der Stoffe.
Luft, Wasser und Kunststoffe sind Beispiele für Stoffe, die von
Molekülen aufgebaut werden.
• Die Luft besteht vor allem aus Stickstoffmolekülen (N2) und
Sauerstoffmolekülen (O2). Zwischen diesen kleinen, leichten
Molekülen wirken kaum Anziehungskräfte. Die Moleküle können sich frei bewegen. Daher ist die Luft (unter „normalen“
Bedingungen) ein Gasgemenge.
• Auch Wassermoleküle sind leicht. Die Abbildung zeigt aber,
dass die „Wasserstoffseite“ des Moleküls im Vergleich zur
„Sauerstoffseite“ positiv geladen ist. Man sagt: Das Wassermolekül ist ein Dipolmolekül. Deswegen wirken zwischen
den Wassermolekülen anziehende elektrische Kräfte – es bilden sich so genannte Wasserstoffbrücken. Am Erstarrungspunkt (0 °C) sind die Kräfte so groß, dass Wasser fest wird.
Raummodell des Wassermoleküls
• Die Molekülgrößen und die Molekülmassen von Kunststoffen
können außerordentlich groß sein. Zwischen solchen „Riesenmolekülen“ wirken auch große Anziehungskräfte. Die Moleküle
sind daher nicht frei beweglich und deswegen ist der Stoff fest.
• Begründe: Stoffe, die aus Molekülen bestehen, sind gute
elektrische Isolatoren.
• Was könnte die Ursache für die elektrische Leitfähigkeit von
Leitungswasser sein?
• Es gibt auch elektrisch leitende Kunststoffe. Informiere dich
über die Verwendungsmöglichkeiten solcher Kunststoffe!
M
MERKE!
Wasserstoffbrücken zwischen
Wassermolekülen erklären die
besonderen Eigenschaften des
Wassers.
Summenformel: Die Summe der Atome in einem Molekül ist erkennbar.
Strukturformel: Der Aufbau des Moleküls ist erkennbar. Elektronenpaare werden durch Striche
dargestellt.
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26
i
Informationen und Aufgaben
Atommodelle
INFO
Griechische Philosophen machten sich vor etwa 2500 Jahren Gedanken darüber, woraus die
Welt aufgebaut ist. Der griechische Philosoph Demokrit (geboren 460 v. Chr., gestorben zwischen 380 und 370 v. Chr.) nahm als kleinste Bausteine der Materie verschiedene unteilbare
Teilchen an, die er „atomos“ (= unteilbar) nannte.
An der Schwelle vom 19. zum 20. Jahrhundert fanden Forscher heraus, dass die Atome aus
noch kleineren Teilchen bestehen, die elektrisch geladen sind. Der Neuseeländer Sir Ernest
Rutherford (1871-1937) stellte fest, dass jedes Atom einen winzig kleinen positiv geladenen
Atomkern besitzt, der von negativ geladenen Elektronen umgeben ist.
Der Däne Niels Bohr entwickelte das Modell seines Lehrers
Sir Ernest Rutherford weiter und ordnete den Elektronen
jedes Elements bestimmte Aufenthaltsbereiche rund um
den Kern zu – ähnlich den Schalen einer Zwiebel. Durch dieses so genannte „Bohr’sche Atommodell“ konnten die bisherigen Entdeckungen – auch die Anordnung der Elemente
im Periodensystem – erklärt werden.
Der österreichische Physiker und Nobelpreisträger Erwin
Schrödinger verbesserte das Modell von Niels Bohr. In
einer Gleichung formulierte er die Wahrscheinlichkeit des
Aufenthalts der Elektronen in so genannten „Elektronenwolken“, die als Orbitale bezeichnet werden.
Inzwischen wurden auch Quarks und Gluonen (englisch: to
glue = kleben) entdeckt. Wahrscheinlich werden noch weitere Atommodelle entwickelt werden.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen physikalischen oder
chemischen Sachverhalt zu beschreiben. Jedes Modell ist
„nur“ ein Modell, das man aber verwenden kann, wenn es
an die jeweilige Situation der Wirklichkeit nahe genug herankommt, ohne dabei zu kompliziert zu sein.
A
AUFGABE
5
A
AUFGABE
6
A
AUFGABE
7
Der österreichische Nobelpreisträger Erwin Schrödinger
(1887-1961)
Im Periodensystem der Elemente (S. 110) findest du alle derzeit
bekannten chemischen Elemente. Von welchen Elementen hast
du im Alltag schon gehört? Wozu werden sie verwendet? Wo
kommen sie vor?
Zur Herstellung von Schleifpapier (Schmirgelpapier) und Trennscheiben wird das sehr harte Salz Korund (Al2O3) verwendet.
Was kannst du aus der Verhältnisformel über den Aufbau dieses Salzes aussagen?
Wiederhole aus dem Physikunterricht der 3. Klasse:
• Warum leiten Metalle den elektrischen Strom?
• Warum leitet eine Kochsalzlösung den elektrischen Strom,
festes Kochsalz hingegen nicht?
Korund (Aluminiumoxid) ist ein
Salz für Trennscheiben.