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Atomaufbau

Definition

• Demokrit: 460-400v.Chr.• Die gesamte Natur besteht aus kleinsten,

unteilbaren Einheiten, den Atomen• atomos = das Unteilbare

Radioaktivität 1 Henri Bequerel 1852 -1908• Nobelpreis Physik 1903:• Entdeckung der Uranstrahlung 1896

• Beobachtung:• Folgerungen 1. Uran sendet Strahlen aus• 2. Atome sind nicht unteilbar

Radioaktivität 2

Das Ehepaar Curie untersucht alle bekannten Elemente auf diese Strahlungsaktivität

• Ergebnis 1:Elemente ab der Kernladungszahl 84 zeigen natürliche Radioaktivität

• Ergebnis 2: Sie entdeckten dabei zwei neue strahlungs-fähige Elemente, das Polonium und das Radium, das "Strahlende".

Pierre Curie1859-1906Nobelpreis 1903 Physik

Marie Curie1867 -1934Nobelpreise1903 Physik1911 Chemie

Radioaktivität 3

Ernest Rutherford1871-1937Nobelpreis Chemie 1907

Ergebnis: Es gibt drei verschiedene Strahlungsarten1. Strahlung, die vom

Minuspol angezogen wird, besteht aus positiv geladenen Teilchen:

2. …die vom Pluspol angezogen wird, besteht aus negativen Teilchen:

3. ….die nicht abgelenkt wird, besteht aus energiereicher Röntgenstrahlung

Kern-Hülle-ModellRutherfords Streuversuch 1911

• Beobachtungen:• 1.• 2.• 3.•

Kern-Hülle-ModellRutherfords Streuversuch 1911

• Folgerungen 1.• 2.• 3.• 4.

Atomkern 1Kernbausteine1. Proton p Eigenschaften : Masse m(p) = 1,00728 u Ladung +1 Elementarladung Durchmesser 1,6 fm2. Neutron n Eigenschaften : Masse m (n) = 1,00867 u Ladung 0 Durchmesser 1,6 fm

Atomkern 2 Aufbau der Kerne der Elemente/ Schreibweise für Atomkerne

HG 1 HG2 HG3 HG4 HG5 HG6 HG7 HG8

Allgemein

H11 He42

Li73 Be9

4C126 XMZ

OZ Ne2010

XMZOZ

MZ = OZ =

Atomkern 3

Isotope: Die Atomkerne eines Elements haben dieselbe Protonenanzahl, können aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen besitzen

Frederick SoddyNobelpreis 1921 Chemie

Natürliches Chlor besteht zu 75,77 % aus 35Cl und zu 24,23 % aus 37Cl.

Kohlenstoff hat zwei stabile Isotope, 12C und 13C. 12C kommt zu 98,9 % in der Natur vor, 13C zu 1,1 %.

Beispiele:

Aufgabe : Berechne die durchschnittliche Atommasse des Elements

Atomkern 4

Bei der Fusion von 1g Tritium/ Deuterium-Gemisch wird so viel thermische Energie frei wie bei der Verbrennung von 12,5 t Steinkohle

Albert Einstein 1875-1955Nobelpreis 1923 Physik

Massendefekt bei der Kernfusion E = m c2

Atomkern 5

Atomhülle 1Baustein: Elektron e- m( e- ) = 0,00055 u Ladung: -1 Elementarladung

Niels Bohr 1885 -19621922 Nobelpreis Physik

1913 Schalenmodell der Atomhülle

Atomhülle 21. HG 2.HG 3.HG 4.HG 5.HG 6.HG 7.HG 8.HG

H He

Li Be B C N O F He

Na

K

Aufgabe: Ergänze für die Elemente 1- 36 den Schalenaufbau der Hülle

Übungsaufgaben1. Aus welchen Elementarteilchen besteht α- Strahlung, wenn ihre Masse ca. 4 u

und ihre Ladung +2 Elementarladungen beträgt? 2. Welches Atom entsteht, wenn ein Uran-Atom 238

92U ein α-Teilchen aussendet?3. Wenn der Durchmesser (Atomkern) = 2mm wäre, dann wäre der Durchmesser (Atom) = . Welches Gebäude in Hamburg hat etwa diese

Höhe?4. Aus welcher Beobachtung konnte Rutherford schließen, dass a) der Atomkern positiv geladen ist?b) die Masse des Atoms im Kern konzentriert ist?5. Woraus besteht der Kern des Magnesiumisotops 24 Mg ?6. Welches Element hat die Kernladung + 65 ?7. Was unterscheidet die Atome 70 Zn und 70 Ge ?8. Sind 70 Zn und 70 Ge Isotope?9. Warum sind die im PSE angegebenen Atommassen nicht ganzzahlig?10. Gib die Elektronenanordnung der Atomhüllen der Elemente Fluor, Chlor und

Brom an.11. Welche Gemeinsamkeit haben diese Atomhüllen?