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Was ist ein Atom?

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ein Beitrag des Umschülers zum Industriegeräteelektroniker am BFW-Dortmund, Dean Smith, ©2oo3

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Einfach gesagt ist ein Atom nichts anderes als die chemische Grundeinheit jeder Materie.

Ein Atom besteht aus einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle. Im Kern findet man die Nukleonen (Protonen und Neutronen). Außerhalb des Kerns befinden sich die Elektronen, welche den Kern in Bahnen umkreisen.

Ein Atom ist so winzig klein, dass es mit dem bloßen Auge nicht sichtbar ist (Anm. d. R.: etwa 100 Millionen Atome ergeben eine Länge von einem Zentimeter). Man benötigt hochpräzise, optische Geräte, um Atome sichtbar zu machen.

Das Wort Atom stammt vom griechischen atomes, was unteilbar bedeutet. Ein Name, der in Verbindung mit dem Atom gebracht werden sollte, ist Demokrit (auch bekannt als Demokrites von Abdora). Er begründete die Lehre des Atomismus. Was Demokrit nicht wußte, war, dass die Wissenschaft von heute es möglich machen würde, das Atom in seine Einzelteile zu zerlegen und herauszufinden, aus was ein Atom besteht.

Nachdem man herausgefunden hatte, dass das Atom aus Protonen, Neutronen und Elektronen besteht, glaubte man vorerst, die Basis jeder Materie gefunden zu haben. Doch bald konnte man durch noch bessere Instrumente weiter in die Welt der Elementarteilchen eintauchen und fand heraus, dass sich Protonen in sogenannte Quarks teilen lassen.

Sind diese Quarks noch zu teilen? Man wird sehen, wie weit die Wissenschaft ihre Erkenntnisse ausweiten und verbessern kann. Ob jemals herausgefunden werden kann, welche die kleinsten Teilchen sind steht in Frage.

Wie ist ein Atom aufgebaut?

Alles um uns herum besteht aus Atomen. Bei einer ganz niedrigen Temperatur (ca. -170° C), würde alles stillstehen. Atome sind energiegeladene Teilchen. In ihnen ist ständig was los. Ausser bei ebenbesagter Temperatur. Für die Fete sorgen die Elektronen, denn die sind ständig in Bewegung und bewegen sich auf Bahnen (sogenannte Schalen), die so aussehen, wie der Ring um den Planeten Saturn - mit dem Unterschied, dass es sich um acht Ringe handelt und diese sich in alle Richtungen um den Atomkern - sozusagen dem Planeten - sich winden.

Ein Atom allein jedoch, wäre kaum der Rede wert. Genausowenig, wie eine Galaxie ja nicht nur aus einem Stern besteht. Erst die Verbindung von mehreren Atomen macht die Musik. Sobald zwei Atome in Verbindung stehen, spricht man von einem Molekül.

Halten wir kurz fest: Ein Atom besteht aus seinem Kern und seinen Schalen. Stellen Sie sich bitte vor, Sie würden eine Frucht schälen. Um an den süßen essbaren Kern zu kommen, müßten Sie acht Schalen entfernen. Genauso ist ein Atom gebaut.

Die 8 ist eine magische Zahl in der Naturwissenschaft. Das Atom hat 8 Schalen und auf jede Schale passen nicht mehr als 8 Elektronen. Durch äußere Einwirkung (z. B. Temperatur, Druck, Magnetismus, usw.) wird Atomen Leben eingehaucht. Leben bedeutet Bewegung. Und eine Vielzahl von Elektronen kreisen auf den Schalen um den Kern. Der Kern selbst ist positiv geladen. Dafür sorgt eine ausreichende Zahl an Protononen, die immer im gleichen Verhältnis zu den Neutronen bestehen. Protonen und Neutronen befinden sich also im Atomkern.

Vielleicht würden die Elektronen gern ausruhen, statt Party zu machen und sich zu den Nukleonen gesellen. Denn im Kern ist es ja immer noch am behaglichsten. Doch sie dürfen nicht. Sie sind zum kreisen gezwungen. Äußerliche Bedingungen (Temperatur) zwingen sie dazu, ständig in Bewegung zu bleiben. Durch diese Einflüsse werden allerdings auch immer wieder neue Elektronen erzeugt, die keinen Platz auf den Bahnen finden. So springen sie vom Inneren des Atoms bis auf die äußerste Bahn. Wenn dort kein Platz mehr ist - weil bereits schon 8 Elektronen dort rumschwirren - bleibt einem neunten Elektron keine andere Wahl, als auf die äußere Bahn des nächsten Atoms zu springen. Sind dort auch bereits 8 Elektronen am Rumschwirren (was in der Regel der Fall ist), müssen sie weiterspringen. So surfen die Elektronen von einer Atomhülle auf die nächste. Diese Surfer werden dann Ionen genannt. Sie sorgen zum Beispiel dafür, dass elektrischer Strom fließen kann.

Es gibt reichlich Beschreibung im Internet und in der Literatur über das Atom. Eine fand ich, die sich in einem Zyklus von Wissenschaft und Religion fand.

Der Atomkern

Der Atomkern ist unvostellbar klein. Ein Wassertropfen zum Beispiel besteht aus 6.000 Milliarden Milliarden (eine Zahl mit 21 Nullen) Atomen. Und von dem winzigen Raum eines Atoms nimmt der Kern nur ein billionstel Teil ein. Wenn wir uns den Atomkern so groß wie eine Kirsche vorstellen und diese Kirsche in die Mitte eines Fußballstadions legen, würden die Elektronen ihre Kreisbahnen etwa auf den oberen Zuschauerrängen ziehen.

Obwohl der Atomkern also nur ein Billionstel des Raumes im Atom ausfüllt, besitzt er doch fast die gesamte Masse des Atoms. Könnten wir die eben erwähnte Kirsche nur aus dem Atomkernen herstellen, so würde sie rund 30 Millionen Tonnen wiegen und nicht im Stadion liegenbleiben, sondern unter ihrem Gewicht zum Mittelpunkt der Erde sinken.

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Wie fließt elektrischer Strom? (Antwort bitte hier klicken)

Skizzierung und Beschreibung des Atomaufbaus

Skizzierung der Atomstruktur

Niels Bohr hätte es ohne Zweifel besser gezeichnet *fg*

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