27.10.2015
Atombau
NW-Chemie 1. Klasse
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Inhalt des Moduls
• Atome
– Grundlagen
– Atomhypothese
– Atombau
• Atombausteine
• Atomkern
• Elektronenhülle
Folie 2
Atome
• Begriff Atom – Demokrit 5Jhd. v.Chr.
• Atomtheorie von John Dalton
– Atombestandteile
Proton
Ungeladene Atome
verfügen immer über
gleiche Anzahl an p+ & e-
p, n , e
Neutron
Elektron
+1
0
p+
n0
-1
e-
1,6*10-27 kg
1,6*10-27 kg
0,91*10-30 kg
Kernteilchen
Hülle
Masse d. Atoms
„Volumen“
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1
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Atommodelle
• Rutherford (NZL) und Bohr (DK) ~ 1910 1915
Modelle stellen komplexe Sachverhalte
vereinfacht dar und erklären Phänomene.
Zudem erlauben sie Prognosen!
Atommodelle
• Streuversuch von Rutherford
– Atome winziger positiv geladener
massereicher Kern & neg. geladene Hülle
– Alle Atome eines Elements sind gleich
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Atommodelle
• Rutherford und Bohr ~ 1910
– Schalenmodell
– Ähnlich Planeten
– Elektronen
Kreisen auf def.
Bahnen (Schalen)
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Atomkern
• Durchmesser ~ 10.000 – 100.000tel des
Atomdurchmessers
• Bsp. Bayernarena
Entwicklung der Atommodelle
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Orbitalmodell
• Nach Schrödinger & Heisenberg
• Elektronen sind
– Nicht auf Bahnen sondern in Orbitalen
• Orbitale sind „mathematisch erlaubte“ Räume
– Aufenthaltswahrscheinlichkeiten (Unscharf)
– Orbitale
• s
• p
• d
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3
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Conclusio - Atombestandteile
Atombestandteile = Elementarteilchen
• Atomkern
– Protonen (+)
p+
– Neutronen
ungeladen
– Im Atomkern ist beinahe die gesamte Masse
lokalisiert!
• Atomhülle
– Elektronen (-)
e– „Volumen des Atoms“
Atommasse
• Nahezu die gesamte Atommasse befindet
sich im Kern
• Bsp.:
– Eisenwürfel mit 10m Kantenlänge wiegt 8000t
– Entfernen der Elektronenhülle
– Alles Atomkerne würden in einen
Stecknadelkopf (mit 8000t Gewicht) passen!
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Atombestandteile
Elementsymbol
Massenzahl = Anzahl der Protonen & Neutronen
Ordnungszahl = Anzahl der Protonen im Kern
12
4
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Atombestandteile
Anzahl der Protonen und Elektronen in ungeladenen Atomen gleich groß!
Atommasse ist sehr gering. Aus praktischen Gründen gibt man daher eine
Relativmasse an
1u entpricht 1/12 der Masse eines C-12 Isotops
Protonen und Neutronen besitzen eine Masse von 1u!
p
n
e
Element
1
0
1
Wasserstoff
Atommasse u
1
2
2
2
Helium
4
6
6
6
Kohlenstoff
12
17
18/19/20
17
Chlor
35,5
52
72 - 78
52
Tellur
127,6
Isotope – Gleiche Anzahl an p aber unterschiedliche n Anzahl
- Gleiche Ordnungszahl unterschiedliche Massenzahl
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Übungsbeispiele
•
2
•
18
1H
Um welches Element handelt es sich?
8O
Wie viele p,n,e sind jeweils enthalten?
•
34
•
238
16S
92U
14
Atommasseneinheit u
• 1u = 1/12 der Masse von C-12 Isotop
– Relative Atommasse gibt an wievielmal die
Masse eines Atoms größer als die
Atommasseneinheit u ist.
– Relative Atommasse steht im PSE
15
5
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Atombestandteile
• Neutrale Atome enthalten gleich viele
Elektronen (-) wie Protonen (+)
– Neg. Ladungen der Hülle gleichen pos.
Ladungen des Kerns aus!
Na
- e-
Na+
Positiv geladene Atome heißen Kationen
e-
Negativ geladene Atome heißen Anionen
Cl+ e-
Cl
Bsp. Natriumchlorid – NaCl - Kochsalz
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Stoffmenge - Mol
Paar
Dutzend
6,022*1023
Mol
Gros
17
Stoffmenge - Mol
• 1 Mol eines Elements enthält 6*1023
Teilchen
• 1 Mol einer Verbindung enthält 6*1023
Moleküle
• 6*1023 - Zahl von Avogadro od.
Loschmitdsche Zahl.
18
6
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Stoffmenge - Mol
• Ein Mol hat eine Masse [g] die mit der rel.
Molekülmasse übereinstimmt
Molare Masse
(Dutzendgewicht)
• Dh.: 1Mol Wasserstoff H….wiegt 1 g/mol
• Wasserstoff liegt jedoch als Molekül vor H2
dh. Molmasse von H2 = 2 g/mol
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Rechenbeispiele
• Wie viel wiegt ein Mol (6,022*10^23) in g
•
•
•
•
•
•
O
O2
H2O
HCl
H2SO4
U
20
Rechenbeispiele II
• Wie viel Mol sind?
•
•
•
•
•
8g O2
18g H2O
HCl
H2SO4
U
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Fragen zum Kapitel
• Wie viele p, n, e besitzt ein Cl, Be, He, H,
C, O Atom?
– 3416S / 23892U / 21H
• Wie ist die rel. Atommasse u definiert?
• Beschreibe den Aufbau eines Atoms
(Kernteilchen, Aufgabe, Hülle,…etc.)
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Fragen zum Kapitel
• Rechenbeispiele!
– Molmasse
– Mol
23
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