Arbeitsblatt: Stoffaufbau

Der Stoffaufbau – Atome – Modelle Als Reinstoffe bezeichnet man in der Chemie einen Stoff, der einheitlich zusammengesetzt ist. Reinstoffe können Elemente oder Verbindungen sein, sie können mit physikalischen Trennverfahren nicht weiter aufgeteilt werden. Chemisch können Verbindungen aber durch eine Analyse in die einzelnen Elemente aufgespalten werden, aus denen sie bestehen. Elemente sind also die Grundbausteine aller Stoffe, ihre kleinsten Teilchen werden Atome genannt. Bereits 400 v. Chr. hat sich der Grieche Demokrit die Natur als ein Gebilde vorgestellt, das aus kleinsten Teilchen aufgebaut ist. Diesen kleinsten Teilchen sagte er Atome (gr. atomos unteilbar). Während rund 200 Jahren wurde seine Idee vergessen. Erst zu Beginn des 19. Jahrhunderts nahm sie der Engländer John Dalton wieder auf und entwickelte daraus die moderne Atomtheorie. Danach bestehen die Elemente aus kleinsten kugelförmigen Teilen, den Atomen. Es gibt verschiedene Sorten von Atomen. Bis heute kennt man 115 Sorten. Ein Stoff, der aus Atomen der gleichen Sorte zusammengesetzt ist, nennt man auch chemisches Element. Daher gibt es auch 115 chemische Elemente. Alle in der Natur vorkommenden Stoffe sind zusammengesetzt aus diesen Elementen. Die Atome einzelner Elemente haben unterschiedliche Massen. Das leichteste Atom ist Wasserstoff, ihm wurde das Gewicht 1 gegeben. Quecksilberatome haben das Gewicht 200, sind als 200 mal schwerer als Wasserstoffatome. Zur Bezeichnung von Atomen und Elementen benutzt man Elementsymbole. Sie sind jeweils vom lateinischen Namen des Elementes abgeleitet.Beispiel: Sauerstoff Oxigenium O Neben den Elementen, die nur aus einer Sorte Atome aufgebaut sind, gibt es tausende von Stoffen, die aus verschiedenen Atomsorten zusammengesetzt sind.Beispiel: Zucker: 6 Kohlenstoffatome 12 Wasserstoffatome 6 SauerstoffatomeEine solche Verbindung aus verschiedenen Atomsorten nennt man Molekül. Element Abb1. Sauerstoffatom Verbindung Abb2: Wassermolekül Der Atomaufbau Ernest Rutherford fand durch Experimente heraus, dass ein Atom aus einem Kern und einer Hülle besteht.Danach befindet sich im Zentrum jedes Atoms ein winziger, geladener Kern. Er enthält über 99,9% der Masse eines Atoms und wird aus kleinsten elektrisch positiv geladenen Teilchen, den Protonen gebildet. Später wurden dann auch noch neutrale Teilchen die Neutronen, im Atomkern entdeckt. Ihr Durchmesser beträgt 0,00000000001mm. Der Atomkern ist von einer nahezu leeren Atomhülle umgeben. Sie wird von winzigen elektrisch negativ geladenen Elektronen gebildet, die sich sehr schnell um den Kern bewegen. Die Atomhülle ist fast 10000 mal grösser als der Atomkern. Obwohl ein Atom demnach zum grössten Teil aus leerem Raum besteht, ist es nicht etwa zerbrechlich wie eine Seifenblase, sondern es ist ein überaus stabiles Teilchen. Man müsste einen Druck von Milliarden Tonnen pro cm2 ausüben, um die Atomhülle zu zerquetschen. Hülle: Kern: Da ein Atom nach aussen hin neutral ist, befinden sich im Atomkern gleich viele positiv geladene Protonen wie in der Atomhülle negativ geladene Elektronen. Die Neutronenzahl im Kern hat nur einen Einfluss auf das Atomgewicht, nicht aber auf die Ladung des Atoms! Niels Bohr, dänischer Physiker, befasste sich mit dem Aufbau der Atomhülle. Nach Bohr wiederholt sich das Planetensystem der Sonne in jedem Atom. Ähnlich wie Planeten in verschiedenen Bahnen um die Sonne kreisen, kreisen Elektronen auf ganz bestimmten Bahnen um den Atomkern. Dabei gibt es maximal sieben solcher Bahnen oder Elektronenschalen, welche alle unterschiedliche Abstände zum Kern aufweisen. Modelle Kugelmodell JOHN DALTON (1766-1844) Kern-Hülle-Modell ERNEST RUTHERFORD (18711937) Beschreibung Schalenmodell NIELS BOHR (1885-1962)