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Atombau

Fast das ganze Atom ist leer — und trotzdem steckt in seiner äußeren Hülle alles, was später als elektrischer Strom fließt: die frei beweglichen Elektronen, die sich vom Atomkern lösen können.

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Kern, Hülle und die Elektronen ganz außen

Ein Atom besteht aus einem winzigen Kern und einer Hülle aus Elektronen.

  • Protonen:Positiv geladen, sitzen im Kern.
  • Neutronen:Ungeladen, sitzen ebenfalls im Kern.
  • Elektronen:Negativ geladen, bilden die Hülle.
  • Größenverhältnis:Im Kern steckt fast die gesamte Masse, in der Hülle fast das gesamte Volumen.
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Außenelektronen — die einzigen, auf die es ankommt

Die Elektronen sitzen in Schalen um den Kern, und nur die äußerste Schale ist entscheidend.

  • Innere Elektronen:Fest an den Kern gebunden, chemisch und elektrisch ohne Bedeutung.
  • Außenelektronen:Elektronen der äußersten Schale — sie gehen Bindungen ein oder lösen sich ganz ab.
  • Silizium:Hat vier Außenelektronen — diese Zahl trägt das ganze Kapitel.
Merke

Warum ein Atom keine Ladung zeigt:

Anzahl der Protonen = Anzahl der Elektronen

Proton: Positiv geladen, sitzt im Kern.

Elektron: Negativ geladen, sitzt in der Hülle.

: Die Ladungen gleichen sich aus — nach außen ist das Atom neutral.

Atombau: Der Kern aus positiven Protonen und ungeladenen Neutronen enthält fast die ganze Masse, die Hülle aus negativen Elektronen fast das ganze Volumen.

Außenelektronen: Nur die Elektronen der äußersten Schale sind wichtig, Silizium hat vier. Löst sich eines ab, bleibt ein positives Ion zurück.

Strom: Gerichtete Bewegung freier Elektronen ist elektrischer Strom; wie leicht sie sich lösen, unterscheidet Leiter, Isolator und Halbleiter.

Vom Atom zum Strom

Löst sich ein Außenelektron ab, ändert sich alles.

  • Ion:Zurück bleibt ein positiv geladenes Atom — es hat ein Elektron zu wenig.
  • Freies Elektron:Es kann wandern — gerichtete Bewegung vieler solcher Elektronen ist elektrischer Strom.
  • Wie leicht sich Elektronen lösen, entscheidet über Leiter, Isolator und Halbleiter.

Kern aus Protonen (+) und Neutronen, umgeben von einer Hülle aus Elektronen (−). Hier sind es vier Protonen und vier Elektronen — gleich viele, also ist das Atom nach außen neutral.

Schema eines Atoms

p+nnp+p+np+nne−e−e−e−Proton p+Neutron nElektron e−
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Allgemeine Hinweise

Drei Stolperstellen, die in Klassenarbeiten immer wieder auftauchen:

Ordnungszahl gleich Protonenzahl

Die Ordnungszahl ist die Protonenzahl, nicht die Neutronenzahl. Sie legt fest, um welches Element es sich handelt.

Neutronenzahl berechnen

Neutronenzahl = Massenzahl − Ordnungszahl. Die Massenzahl zählt alle Kernbausteine zusammen.

Außenelektronen ablesen

Die Zahl der Außenelektronen liest du an der Hauptgruppe ab: Silizium steht in der 4. Hauptgruppe → vier Außenelektronen.

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