Drei Bausteine
Atomkern und Atomhülle bestehen aus drei Sorten kleinster Teilchen.
- Proton p⁺:im Kern, Ladung +1, Masse ≈ 1 u.
- Neutron n:im Kern, ungeladen, Masse ≈ 1 u (1932 von James Chadwick entdeckt).
- Elektron e⁻:in der Hülle, Ladung −1, Masse ≈ \(\tfrac{1}{1836}\) u — fast nichts.
- Nukleonen:Sammelname für die Kernbausteine Protonen und Neutronen.
- Neutral:Ein Atom hat genauso viele Elektronen wie Protonen — die Ladungen heben sich auf.
Atomkern: Protonen (+) und Neutronen (0), zusammen Nukleonen genannt.
Atomhülle: Elektronen (−).
Massen: Proton und Neutron haben je ≈ 1 u, ein Elektron fast keine Masse.
Neutrales Atom: Anzahl e⁻ = Anzahl p⁺; die Ladungen heben sich auf.
Kennzahlen Z und A
Zwei Zahlen beschreiben einen Atomkern vollständig.
- Ordnungszahl Z:Anzahl der Protonen (auch Kernladungszahl); legt das Element fest und steht im Periodensystem.
- Neutronenzahl N:Anzahl der Neutronen im Kern.
- Massenzahl A:Anzahl aller Nukleonen, \(A=Z+N\); entspricht ungefähr der Atommasse in u.
- Schreibweise:\({}^{A}_{Z}\mathrm{X}\), z. B. \({}^{19}_{\;9}\mathrm{F}\): 9 Protonen, 10 Neutronen, 9 Elektronen.
- Ladung:Protonen minus Elektronen; ist sie nicht 0, liegt ein Ion vor.
Baue mit den Knöpfen + und − ein Atom aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Beobachte, wann sich das Element, die Massenzahl und die Ladung ändern — oder hol dir mit „Auftrag“ eine Bauaufgabe.
Halte fest: Nur ein zusätzliches Proton macht aus dem Atom ein anderes Element. Neutronen ändern nur die Massenzahl, Elektronen nur die Ladung.
Herleitung:
Ordnungszahl Z: Anzahl der Protonen (Kernladungszahl); sie legt das Element fest.
Massenzahl A: Anzahl aller Nukleonen; sie entspricht ungefähr der Atommasse in u.
\(A=Z+N\) \(\qquad N=A-Z\)
Schreibweise: \({}^{A}_{Z}\mathrm{X}\); Neutronen ändern nur die Massenzahl, Elektronen nur die Ladung.
Ion: Ist die Ladung (Protonen minus Elektronen) nicht 0, liegt ein Ion vor.
Allgemeine Hinweise
Elektronen zählen nicht mit
Die Massenzahl zählt nur Protonen und Neutronen. Elektronen sind so leicht, dass sie die Masse kaum ändern.
Z steht im Periodensystem
Die Ordnungszahl im PSE nennt dir sofort die Protonenzahl — und im neutralen Atom auch die Elektronenzahl.
Oben A, unten Z
In \({}^{A}_{Z}\mathrm{X}\) steht die größere Zahl oben. Wer A und Z vertauscht, bekommt eine negative Neutronenzahl.