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Transkript Atome, Elemente, Isotope, Ionen Teil 1

Hallo und herzlich willkommen. Das heutige Video besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil möchte ich die begriffe Atome und Elemente erklären. Im zweiten Teil geht es dann um Ionen und Isotope. Zunächst einmal zur Definition von Atomen. Atome sind kleinste, nicht weiter zerlegbare Teilchen, aus denen die verschiedenen Stoffe und Substanzen bestehen. Tja, und da geht es schon los. Wieder einmal zeigt sich, dass Definitionen oftmals nur die halbe Wahrheit darstellen. In Wirklichkeit sind Atome nämlich durchaus zerlegbar, und zwar in noch kleinere, sogenannte subatomare Elementarteilchen. Namentlich bestehen Atome aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Dabei bilden die Protonen und Neutronen zusammen den sogenannten Atomkern und die Elektronen halten sich in der sogenannten Elektronenhülle um den Atomkern herum auf. Diese Elektronenhülle, auch Atomhülle genannt, kann man sich als völlig leeren, riesigen Raum vorstellen, in dem ab und zu mal ein Elektron vorbeiflitzt. Um die Eigenschaften dieser Elementarteilchen besser zu verstehen, ist es sinnvoll eine Tabelle anzulegen, so wie die folgende. In der ersten Spalte kann man das Symbol sehen, das dem jeweiligen Elementarteilchen zugeordnet wird. p+ für Protonen, n für Neutronen und e- für Elektronen. Die zweite Spalte stellt die sogenannte Ladung dieser Elementarteilchen dar. Protonen sind positiv geladen, Neutronen sind neutral, oder eben nicht geladen und Elektronen sind negativ geladen. In der dritten Spalte ist die Masse dieser Teilchen dargestellt, und zwar in kg. Die genauen Zahlen sind hier übrigens völlig unwichtig, ihr sollt nur registrieren, in welchen Größenordnungen wir uns hier bewegen. Ein Proton wiegt 1,6725×10^-23kg. Das ist 0,00000...und zwar 27 mal die Null hinter dem Komma, ...16725kg. Also eine ziemlich kleine Zahl. Wie man sieht, ist die Masse der Neutronen so groß, wie die Masse der Protonen. Und vergleicht man diese beiden nun mit der Masse der Elektronen, so wird man sehen, dass Elektronen die Größenordnung 10^-30kg haben, was einfach nur bedeutet, dass Protonen und Neutronen 1000-mal schwerer sind als Elektronen. Man kann folglich sagen, praktisch die gesamte Masse des Atoms befindet sich im Atomkern. Und zwar kann man das deshalb sagen, weil die Masse der Elektronen vernachlässigbar klein ist gegenüber der Masse von Neutronen und Protonen. Die Masse des Atoms entspricht somit der Summe der Massen seiner Neutronen und Protonen. Interessant ist es auch, sich die Größenverhältnisse in einem Atom anzuschauen. Sagen wir mal, wir haben einen Atomkern und um diesen Atomkern herum haben wir eine Elektronenhülle, wie es bei Atomen eben üblich ist. Vergleicht man nun die Größen von Atomkern und Elektronenhülle, die man auch Atomhülle nennt, so wird man feststellen, dass der Atomkern ungefähr 100.000-mal kleiner ist als die Elektronenhülle. Das ist in etwa so, als hätte man ein Fußballstadion, in dessen Mitte ein Streichholzkopf liegt. Der Streichholzkopf würde dann dem Atomkern entsprechen und das ganze Stadion in seiner Ausdehnung der Elektronenhülle. Man kann also sagen, der Atomkern besitzt fast keine Ausdehnung. Praktisch das gesamte Volumen des Atoms besteht aus der Elektronenhülle. Und diese Elektronenhülle ist eigentlich ein leerer Raum, in dem die Elektronen herumflitzen. Wir haben gesehen, dass Protonen positiv geladen sind und Elektronen negativ geladen sind. Da Atome insgesamt aber versuchen ungeladen, also neutral zu sein, entspricht die Zahl der Protonen in einem intakten Atom exakt der Anzahl der Elektronen. Was die Anzahl der Neutronen angeht, so kann man das nicht so einfach sagen, die kann nämlich variieren, aber das werden wir ein bisschen später noch besprechen. Nun gut. Atome bestehen also aus Neutronen und Protonen und Elektronen. Und kann man dann folglich sagen, dass alle Atome gleich sind? Nein, das sind sie nicht. Je nach Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms unterscheidet man verschiedene Atomsorten. Diese Atomsorten nennt man Elemente. Man sagt: Besitzen zwei Atome dieselbe Protonenzahl, die man auch Kernladungszahl nennt, dann gehören sie demselben chemischen Element an. Zum Beispiel: Haben wir ein Atom, das im Kern 6 Protonen hat, dann haben wir ein Kohlenstoffatom. Haben wir ein Atom, indem 14 Protonen vorhanden sind, dann haben wir ein Siliziumatom. Haben wir ein Atom mit 79 Protonen, dann haben wir ein wunderschönes Goldatom. Wie ihr euch denken könnt, gibt es eine ziemlich große Anzahl von Elementen. Und damit es nicht so chaotisch wird, wurde das sogenannte Periodensystem der Elemente erfunden, indem diese einzelnen Elemente einigermaßen übersichtlich dargestellt werden. Das sieht dann so aus: Jedes Kästchen mit Buchstaben drin steht dabei für ein chemisches Element. Picken wir uns mal eines dieser Kästchen davon raus, sagen wir mal das oben rechts mit dem O. Es handelt sich dabei um das Element Sauerstoff. Dann steht in dem Kästchen des Sauerstoffs noch die Zahl 8. Diese Zahl soll uns sagen, dass dieses Element 8 Protonen im Atomkern besitzt. Und dann steht da noch die Zahl 16. Und diese Zahl soll uns sagen, dass im Atomkern insgesamt 16 Protonen und Neutronen vorhanden sind. Kurzum, wir können in diesem Periodensystem ablesen, wie das Namenssymbol unseres Elements lautet, in diesem Fall O. Dann können wir ablesen, wie viele Protonen in diesem Element vorhanden sind, die Protonenzahl also, und die nennt man auch die Kernladungszahl oder Ordnungszahl. Und dann kann man noch ablesen die sogenannte Massenzahl, die sich zusammensetzt aus der Summe von Protonenzahl und Neutronenzahl. Man kann also auch sagen: Sauerstoff besitzt 8 Protonen, 8 Neutronen, nämlich die Massenzahl minus die Ordnungszahl ergibt die Neutronenzahl und 8 Elektronen, weil die Zahl der Elektronen so groß ist, wie die Zahl der Protonen. Oder noch ein Beispiel: Kohlenstoff mit dem Symbol C, der Ordnungszahl  6 und der Massenzahl 12. Kohlenstoff besitzt 6 Protonen, ebenso viele Elektronen und außerdem auch noch 6 Neutronen, nämlich 12-6, Massenzahl minus Ordnungszahl. Oder noch ein Beispiel, ein etwas exotischeres Element, nämlich Europium, mit der Massenzahl 63 und der Ordnungszahl 152. Hier haben wir 63 Protonen, 63 Elektronen und 89 Neutronen, berechnet aus der Massenzahl 152 minus der Ordnungszahl 63. Vielleicht mal eine kleine Übung für euch: Gegeben ist das Astat mit der Ordnungszahl 85 und der Massenzahl  210 und eure Aufgabe ist es nun, herauszufinden: Wie viele Protonen, Neutronen und Elektronen besitzt dieses Element Astat. Haltet mal kurz das Video an und versucht die Aufgabe zu lösen. Schon fertig? Dann sieht eure Lösung hoffentlich so aus: Wir haben im Astat 85 Protonen, 85 Elektronen und 125 Neutronen, berechnet aus 210, der Massenzahl, minus 85, der Ordnungszahl. Und weil das so viel Spaß macht gleich noch eine Übung. Diesmal anhand des Elements Chlor, welches die Ordnungszahl 17 und die Massenzahl 35,5 hat. Haltet mal wieder das Video an und versucht die Aufgabe zu lösen. Fertig? Dann hier die Lösung. Also: Chlor besitzt 17 Protonen und...hey, irgendetwas stimmt hier nicht. Wenn ich von der Massenzahl 35,5 die Ordnungszahl, also die 17 abziehe, dann komme ich auf eine Neutronenzahl von 18,5 Neutronen. Hä? Das heißt 18 ein halb Neutronen? Aber halbe Neutronen gibt es doch gar nicht. Irgendetwas stimmt hier nicht. Doch, tatsächlich ist alles in Ordnung. Aber um das zu verstehen, muss man den Begriff Isotope kennen. Diesen Begriff möchte ich im zweiten Teil dieses Videos erklären. Tschüss, bis gleich, wir treffen uns dort.

Informationen zum Video
19 Kommentare
  1. Dsc01437

    gutes Video!

    Von Elaina S., vor 11 Monaten
  2. Default

    ich fande ganz ehrlich das video zu lang mann müsste zwei Teile drauß machen weil mann kann nicht alles auf einmal verstehen

    Von Mtpalacin, vor 11 Monaten
  3. L%c3%a4cheln2

    Genau genommen sind Protonen 1836 mal schwerer als Elektronen. Es geht hier aber nur um die Größenordnung - in diesem Falle 10 hoch 3.

    Von Götz Vollweiler, vor 12 Monaten
  4. Default

    hallo
    ist ein Proton nicht 2000mal schwerer als ein Elektron ?
    lg Beatrice

    Von Berar Beatrice, vor 12 Monaten
  5. L%c3%a4cheln2

    Das kommt auf das verwendete Periodensystem an. Es gibt solche und solche. Wichtig ist nur, dass klar ist, dass die Protonenzahl stets die kleinere, die Massezahl die größere Zahl ist.

    Von Götz Vollweiler, vor etwa 2 Jahren
  1. Default

    Die Protonenzahl steht unten links nicht oben links.

    Von Mentaltsev, vor etwa 2 Jahren
  2. Default

    tolles video

    Von Wekzym, vor mehr als 2 Jahren
  3. Default

    GAAAAANZ großes Danke. Mit diesem Videos schaffe ich die Arbeit am Montag locker.

    Von Jmn, vor fast 3 Jahren
  4. Default

    Super..!! Danke!

    Von Inga Schnitker, vor fast 3 Jahren
  5. L%c3%a4cheln2

    Das sagt auch keiner.

    Im PSE gibt es keine Regeln, WO die jeweilige Zahl steht - ob oben oder unten links vom Elementsymbol. Vielmehr ist es so, dass stets die größere Zahl die Massezahl ist.

    Von Götz Vollweiler, vor fast 3 Jahren
  6. Default

    Chlor hat Protonenzahl 17 und Massenzahl 35 nicht Protonenzahl 35 und Massenzahl 17!

    Von Jana T 1996, vor fast 3 Jahren
  7. Default

    Super Video ! ( finde ich auch )
    Klasse erklärt und gut verständlich.

    Von Superhirn111, vor mehr als 3 Jahren
  8. Default

    super Video! hab alles verstanden ..

    Von Lutz W., vor mehr als 3 Jahren
  9. 392886 4505305957553 1168276376 n

    Danke für das tolle Video! So Anschaulich gemacht, wie es geht... super. Weiter so, bitte!

    Von Daisykupfer, vor mehr als 3 Jahren
  10. Default

    Gute Erklärung! Danke :)

    Von Sofija S, vor mehr als 3 Jahren
  11. Default

    LOL

    Von Daniela Oswald, vor fast 4 Jahren
  12. Default

    Besten dank!!

    Von Smko, vor fast 4 Jahren
  13. Default

    Dank dieser Website scaffe ich das Schuljahr noch! Ich liebe diese Website..

    Von Mehran Khan, vor fast 4 Jahren
  14. Default

    Super Erklärung, danke!

    Von Schiefer Gerhard, vor mehr als 5 Jahren
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