99 30 Die Bausteine des Universums B 30.5 Die drei leichtesten Elemente des Universums Alle Atome sind ähnlich aufgebaut ( A 1 ; B 30.5): Sie haben Kern und Hülle. Die Hülle wird durch die negativ geladenen Elektronen (e–) gebildet. Die Elektronen sind also nicht in der Hülle, sie sind die Hülle! Der Kern besteht aus positiv geladenen Protonen (p+) und elektrisch neutralen Neutronen (n). Ausnahme ist der Wasserstoff, der bloß ein einsames Proton besitzt. Der Kern ist üblicherweise viel zu groß dargestellt – sonst wäre er nämlich nicht zu sehen (B 30.6)! Wassersto (H) 1e-, 1p+, 0n Helium (He) 2e-, 2p+, 2n Lithium (Li) 3e-, 3p+, 4n 1 2 3 Ordnungszahl Schale d=400 m Kern d=1 cm Die verschiedenen Atomsorten nennt man Elemente. Sie sind im Periodensystem (B 30.7) dargestellt und durchnummeriert (Ordnungszahl). Sie gibt gleichzeitig die Anzahl der Protonen und Elektronen (im neutralen Element) des Elements an. Wasserstoff hat zum Beispiel die Ordnungszahl 1 und somit 1 Elektron und 1 Proton, Helium hat die Ordnungszahl 2 und somit 2 Elektronen und 2 Protonen (B 30.5). Weil sich positive und negative Ladungen aufheben, sind Atome nach außen hin elektrisch neutral! Warum heißt das Periodensystem so? Weil sich die chemischen Eigenschaften der Elemente periodisch wiederholen! Das hat mit der Anzahl der Außenelektronen zu tun, die man Valenzelektronen nennt (B 30.7). Damit meint man jene Elektronen, die bei einer chemischen Reaktion eine Rolle spielen. Im Periodensystem befinden sich – mit Ausnahme von Helium und der Nebengruppe – immer Elemente mit gleich vielen Valenzelektronen untereinander, die daher auch ähnliche Eigenschaften aufweisen ( A 2 ). Acht Außenelektronen etwa sind ein sehr stabiler und sehr begehrter Zustand. Deshalb „wollen“ Elemente mit sieben Valenzelektronen, die Halogene, unbedingt noch ein achtes dazu. Halogene sind daher chemisch aggressiv und spielen als Desinfektionsmittel eine Rolle, zum Beispiel Iod um Wunden und Chlor, um Wasser zu desinfizieren. Edelgase ab Neon haben acht Außenelektronen. Damit sind sie sehr zufrieden und somit chemisch träge. Das gilt auch für Helium, weil auch zwei Valenzelektronen ein stabiler Zustand sind. B 30.7 Dein Körper besteht aus den farbig markierten Elementen. Blau sind Grundelemente, die in jedem Lebewesen vorkommen, rot Mineralstoffe (Tagesbedarf > 0,1 g) und grün Spurenelemente (Tagesbedarf < 0,1 g). B 30.6 Das Größenverhältnis Kern zu Hülle beträgt beim Wasserstoffatom 1 zu 40.000. Hätte der Kern 1 cm Durchmesser, so würde der Eiffelturm mit 330 m locker in die Hülle passen! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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