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Atom und Molekül
Das Atom
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Terminologie
Vorgänge in der Atomhülle (Lichtabsorption und -emission, chemische Vorgänge) sind im öffentlichen Bewusstsein wenig mit dem Begriff \"Atom\" verknüpft. Dagegen wird der Begriff \"Atom\" häufig dort gebraucht, wo eigentlich \"Atomkern\" gemeint ist (Atombombe, Atomkraft, Atommüll).
Demokrit von Abdera (um 400 v. Chr.) prägte den Begriff \"Atom\" (unteilbar) für die kleinsten Teilchen der Materie. John Dalton (1776-1844) führte den Begriff in die moderne Naturwissenschaft ein und stellte u. a. folgende Hypothesen auf: \"Die Materie ist aus Atomen aufgebaut. Alle Atome eines gegebenen Elements sind gleich. Die Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in ihrer Masse. Eine chemische Verbindung entsteht durch eine bestimmte Kombination der Atome mehrerer Elemente\". Ernest Rutherford bestimmte 1911 experimentell den Aufbau der Atome aus einer nahezu masselosen negativen Hülle und einem winzigen Atomkern, in dem fast die ganze Masse und eine positive Ladung konzentriert ist. Niels Bohr stellte 1915 ein Atommodell vor, in dem die Elektronen der Atomhülle den Atomkern auf bestimmten Bahnen umkreisen, ähnlich wie Planeten ein Zentralgestirn. Werner Heisenberg und Erwin Schrödinger trieben in den Jahren 1920-1930 die Quantenmechanik voran, einen Zweig der theoretischen Physik, der es erlaubt, Vorgänge im Atominneren zu berechnen. Otto Hahn entdeckte 1938 die Atomkernspaltung des Urans.
Man unterscheidet Atomkern und Atomhülle. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, die Hülle aus ebenso vielen Elektronen wie Protonen im Kern. Neutronen sind elektrisch neutral, Elektronen tragen eine negative Elementarladung, Protonen eine positive Elementarladung, so dass sich die Ladungen des Atoms insgesamt aufheben. Protonen und Neutronen haben annähernd die gleiche Masse, nämlich 1 u (u = atomare Masseneinheit = 1,66·10-27 kg. Elektronen haben eine Masse von ca. 1/2000 u und tragen damit nur unwesentlich zur Atommasse bei. Die leichtesten Atome sind Wasserstoff-Atome mit einer Masse von 1 u, die schwersten natürlich vorkommenden Atome sind Uran-Atome mit einer Masse von 238 u. Schwerere Atome können künstlich erzeugt werden. Die Art des chemischen Elementes ergibt sich aus der Anzahl der Protonen bzw. Elektronen, auch Ordnungszahl genannt. Ordnungszahl 1 entspricht dem Element Wasserstoff (H), Ordnungszahl 12 Kohlenstoff (C), Ordnungszahl 92 Uran (U). Die Zahl der Neutronen der Atome eines bestimmten Elementes kann unterschiedlich sein; man spricht von verschiedenen Isotopen.
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