50 28 Über die Atome Wie du bereits weißt, ist jeder Körper aus sehr kleinen Teilchen, den Atomen, aufgebaut. Bei diesen unterscheidet man zwischen dem Atomkern mit den Protonen und Neutronen und der Atomhülle mit den Elektronen. Die Anzahl der positiven Ladungen im Atomkern, also die Zahl der Protonen, heißt Kernladungs- oder Ordnungszahl. Zum Beispiel hat Wasserstoff die Ordnungszahl 1. Das bedeutet: Ein Wasserstoffatom besitzt im Atomkern ein Proton, in der Atomhülle ein Elektron. Die Kernladungszahl bestimmt die Art des Stoffes und ist von Stoff zu Stoff verschieden. Diejenigen Stoffe, bei denen alle Atome dieselbe Kernladungszahl haben, nennt man Grundstoffe oder Elemente (elements). Bis 2019 waren 118 Elemente bekannt. Aus ihnen sind alle Stoffe unserer Welt zusammengesetzt. Atome verschiedener Stoffe unterscheiden sich außer in ihrer Protonenzahl auch durch ihre Masse (Tab. 28.1) und durch ihre Größe. Beinahe die gesamte Masse des Atoms ist in seinem winzigen Atomkern enthalten. Denn erst die Masse von etwa 2000 Elektronen entspricht der Masse eines einzigen Protons. Protonen und Neutronen haben annähernd die gleiche Masse. Das Wasserstoffatom hat von allen Atomen die kleinste Masse und zwar ungefähr 0,000 000 000 000 000 000 000 000 0017kg. Diese Masse ist für uns unvorstellbar klein. Das Wasserstoffatom hat auch den kleinsten Durchmesser, nämlich nur etwa ein Zehnmillionstel eines Millimeters. Alle anderen Atome sind aber nicht wesentlich größer. In einem Gramm Wasserstoff beträgt die Anzahl der Atome rund eine Quadrillion (Ziffer 1 mit 24 Nullen). Könntest du in jeder Sekunde eine Milliarde Atome zählen, würdest du für das Zählen dieser Atome rund 30 Millionen Jahre benötigen. Das Rechnen mit solchen Zahlen ist sehr umständlich. Daher führte man die atomare Masseneinheit u (unified atomic mass unit) ein, die ungefähr der Masse eines Wasserstoffatoms entspricht. Die relative Atommasse gibt an, wieviel mal die Masse eines Atoms größer als die Masse eines Wasserstoffatoms ist. Heute ist international 1/12 der Masse eines bestimmten Kohlenstoffatoms als atomare Masseneinheit (u) festgelegt. Diese Einheit ist nur minimal kleiner als die Masse eines Wasserstoffatoms. Tab. 28.1 enthält die Atommassen einiger Elemente. Die Masse eines Sauerstoffatoms ist also etwa 16-mal so groß wie die eines Wasserstoffatoms. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 28.1 Zwei Atome Wasserstoff und ein Atom Sauerstoff verbinden sich zu einem Molekül Wasser. Wieviel Gramm Wasserstoff müssen wir mit 32g Sauerstoff verbinden? 28.2 In wie viel Gramm Wasserstoff sind doppelt so viele Atome enthalten wie in 64g Sauerstoff? Faust (Goethe): „Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält.“ Die Anzahl der Protonen, die Kernladungszahl, bestimmt die Art des Stoffes. Bei jedem Grundstoff (Element) haben alle Atome jeweils dieselbe Kernladungszahl. Fast die gesamte Masse eines Atoms befindet sich in seinem Atomkern. Element Symbol Atommasse (gerundet) Wasserstoff H 1,0 Kohlenstoff C 12,0 Stickstoff N 14,0 Sauerstoff O 16,0 Schwefel S 32,1 Eisen Fe 55,8 Kupfer Cu 63,5 Silber Ag 107,9 Gold Au 197,0 28.1 Relative Atommassen einiger Elemente 28.2 Vergleich der Masse von Sauerstoff- und Kohlenstoffatomen. Versuche eine Erklärung für das Ergebnis dieser Abbildung zu geben. Sauerstoffatome Kohlenstoffatome Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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