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Bohrsches Atommodell

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Chemie

Im Chemie-Unterricht lernst du den Aufbau der Atome. Wie ein Atom aufgebaut ist, wissen wir heute aufgrund der Forschung von vielen unterschiedlichen Menschen, die an Atommodellen gearbeitet haben.

Eines dieser Atommodelle ist das Bohrsche Atommodell.

In diesem Artikel erfährst du, wie der Aufbau des Bohrschen Atommodells aussieht, wie du die Verteilung der Elektronen aus dem Periodensystem herauslesen kannst und welche Schwächen das Bohrsche Atommodell aufweist.

Was ist das Bohrsche Atommodell?

Das Bohrsche Atommodell ist ein Modell zum Aufbau eines Atoms. Es beschreibt, dass die Elektronen eines Atoms den Atomkern in Kreisbahnen umfliegen, die man auch als Schalen bezeichnet. Diese Bahnen besitzen einen festgelegten Radius, weshalb die Elektronen auch nicht mit dem Atomkern zusammenstoßen können.

Die Geschichte des Bohrschen Atommodells

Das Bohrsche Atommodell beruht auf den bereits vorhandenen Kenntnissen von Rutherford, der das Rutherforsche Atommodell erfand. Er entdeckte die Einteilung des Atoms in Atomkern und Atomhülle.

Niels Bohr führte das Kern-Hülle-Modell schließlich 1913 durch die Quantenvorstellungen fort. Seine Forschung bot Erklärungen für Phänomene, die Rutherford mit seinem Atommodell nicht lösen konnte.

Das Bohrsche Atommodell konnte die Emissionen und Absorptionen von Energiequanten erklären und auch die Frage, weshalb das Elektron nicht mit dem Kern zusammenstößt. Dies schaffte er durch die Quantenvorstellungen.

Der Aufbau des Bohrschen Atommodells

Das Bohrsche Atommodell beschreibt, dass sich die Elektronen eines Atoms nicht willkürlich um den Atomkern bewegen, sondern auf geregelten Kreisbahnen verlaufen. Im Bohrschen Atommodell gibt es insgesamt vier Kreisbahnen, die als Schalen bezeichnet werden und unterschiedlich viele Elektronen aufnehmen können.

Die Schalen des Bohrschen Atommodells:

  • K-Schale: 2 Elektronen
  • L-Schale: 8 Elektronen
  • M-Schale: 18 Elektronen
  • N-Schale: 32 Elektronen

Da der Atomkern aus positiv geladenen Protonen besteht und damit die negativ geladenen Elektronen anziehen müsste, stellte sich die Frage, weshalb die Elektronen nie mit dem Atomkern kollidieren.

Bohr schlussfolgerte, dass die Kreisbahnen die Lösung des Problems sein müssen. Die Anziehungskraft durch die Protonen ist demnach genauso stark, wie die Fliehkraft (Zentrifugalkraft) der Elektronen, die durch die Bewegung auf den Schalen zustande kommt.

Das Bohrsche Atommodell basiert darauf, dass Elektronen bestimmte Energiezustände annehmen können und ein möglichst niedriges Energieniveau bevorzugen. Die K-Schale, welche am nächsten am Atomkern liegt, besitzt das niedrigste Energieniveau. Je weiter eine Schale vom Kern entfernt ist, desto höher wird auch das Energieniveau. Aus diesem Grund besetzten die Elektronen zuerst die näher am Kern gelegenen Schalen.

Das Bohrsche Atommodell im Periodensystem

Die Verteilung der Elektronen rund um den Atomkern lässt sich für die verschiedenen Elemente aus dem Periodensystem ablesen. Dafür betrachtet man die Zahl links oben, die sogenannte Ordnungs- oder Kernladungszahl. Diese gibt an wie viele Protonen im Atomkern des jeweiligen Atoms vorhanden sind. Da Atome eines Elements in der Regel neutral sind, gibt die Ordnungszahl indirekt auch die Anzahl der Elektronen im Atom des Elements an.

Nehmen wir nun Magnesium als Beispiel. Im Periodensystem kannst du erkennen, dass die Zahl links oben eine 12 ist. Das bedeutet, um den Atomkern des Elements Magnesium kreisen 12 Elektronen.

Nach dem Bohrschen Atommodell verteilen sich die Elektronen nun also wie folgt auf den Atomkern:

  • K-Schale: 2 Elektronen (voll besetzt)
  • L-Schale: 8 Elektronen (voll besetzt)
  • M-Schale: 2 Elektronen (16 Plätze noch übrig)

Da die M-Schale in diesem Fall mit zwei Elektronen nicht voll besetzt ist, nennt man sie auch nicht gesättigte Schale. Die Elektronen auf der äußersten Schale bezeichnet man als Valenzelektronen.

Die Bohrschen Postulate

Bohr stellte für die Beschreibung der Kreisbahnen Postulate auf. Bei Postulaten handelt es sich um Annahmen, die (noch) nicht bewiesen werden konnten. Die ersten beiden Postulate von Bohr widersprechen den Gesetzen der Elektrodynamik.

Postulat 1 – Diskrete Energiestufe

Das erste Postulat besagt, dass sich die Elektronen auf Kreisbahnen um den Atomkern herum bewegen. Wenn sich ein Elektron auf einer sogenannten Schale befindet, erzeugt es keine elektromagnetische Strahlung. Das heißt das Elektron gibt keine Energie ab und verändert somit den Abstand zum Atomkern nicht beliebig.

Postulat 2 – Bohrsche Frequenzbedingung

Wenn das Elektron sich auf der Schale bewegt, wird keine Strahlung erzeugt. Allerdings kann ein Elektron zwischen den Schalen springen. Dieser Vorgang wird als Quantensprung bezeichnet und widerspricht dem Gesetz der Elektrodynamik, da kein kontinuierlicher Übergang zwischen den energetischen Zuständen beschrieben wird.

Beim Quantensprung wird elektromagnetische Strahlung abgegeben oder aufgenommen. Die Frequenz dieser Strahlung lässt sich mithilfe der Energiedifferenz zwischen den Schalen berechnen.

h ⋅ f = ΔE

  • h = Plancksches Wirkungsquantum
  • f = Frequenz
  • ΔE = Energiedifferenz

Postulat 3 – Quantenbedingung

Die Frequenz der Strahlung, die aufgenommen oder abgegeben wurde, nähert sich der Drehzahl des Elektrons an. Diese Annahme gilt nur, wenn die Bewegung des Elektrons zu Beginn nur sehr langsam war und dann in den energetisch nächstgelegenen Zustand springt.

Schwächen des Bohrschen Atommodells

Das Bohrsche Atommodell wurde im Laufe der Zeit immer weiterentwickelt. Einige der Schwächen des Bohrschen Atommodells waren bereits bei der Entstehung des Modells bekannt, andere wurden erst später entdeckt und verbessert.

Vor allem die Postulate des Bohrschen Atommodells stehen in der Kritik, da sie einfache Annahmen ohne wissenschaftliche Nachweise sind. Zudem widersprechen sie der klassischen Elektrodynamik.

Auch einige weitere Kritikpunkte bezüglich des Bohrschen Atommodells sind bekannt:

  • Die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse besagen, dass die Bewegung der Elektronen auf den Schalen nicht mit der Wirklichkeit übereinstimmt.
  • Nach dem Bohrschen Atommodell müsste das Wasserstoffatom eine Scheibe sein. Im Grundzustand ist Wasserstoff allerdings kugelförmig.
  • Durch das Bohrsche Atommodell sind keine Aussagen zum Emissions-/Absorptionsverhalten möglich, die Atome mit mehr als einem Elektron betreffen. Das heißt das Modell ist nur für Wasserstoff und Ionen mit einem Elektron gültig. Für Mehrelektronensysteme ist es jedoch ungeeignet.

Trotz all der Schwächen des Bohrschen Atommodells, lassen sich auch in heutigen Atommodellen Aussagen von Bohr finden. Das Bohrsche Atommodell lieferte die Grundvorstellung für die heutigen Nachfolger des Atommodells.

Bohrsches Atommodell – das Wichtigste auf einen Blick!

  • Das Bohrsche Atommodell ist ein Modell zum Aufbau eines Atoms, mit der Annahme, dass Elektronen auf Kreisbahnen um den Atomkern herumfliegen.
  • Der Vorgänger des Bohrschen Atommodells war das Rutherforsche Atommodell.
  • Das Bohrsche Atommodell beschreibt vier Schalen (K-, L-, M- und N-Schale) auf denen sich die Elektronen bewegen.
  • Die vier Schalen können unterschiedlich viele Elektronen aufnehmen.
  • Bohr stellte drei Postulate auf, die nicht nachgewiesen werden konnten und den Gesetzten der Elektrodynamik widersprechen.
  • Die Bewegung der Elektronen auf Schalen wurde mittlerweile durch wissenschaftliche Erkenntnisse widerlegt.

Finales Bohrsches Atommodell Quiz

Frage

Wie nennt man die Abkürzungen der chemischen Elemente?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Abkürzung der Elemente nennt man Elementsymbol. Das Elementsymbol ist aus dem lateinischen oder griechischen Namen des chemischen Elements abgeleitet.

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Frage

Welche Arten von chemischen Elementen gibt es?

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Antwort

Es gibt drei Arten von chemischen Elementen: Atome, deren Isotope und mehratomige Moleküle.

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Frage

Nenne die drei, natürlich vorkommenden, Wasserstoffisotope.

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Antwort

Die drei Wasserstoffisotope, die natürlich vorkommen, sind: 

  • Protium
  • Deuterium
  • Tritium
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Frage

Wodurch unterscheiden sich Protium, Deuterium und Tritium?

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Antwort

Die drei Wasserstoffisotope Protium, Deuterium und Tritium unterscheiden sich in der Anzahl der Neutronen, die sie im Atomkern besitzen. So hat Protium kein Neutron im Kern, während Deuterium ein Neutron und Tritium sogar zwei Neutronen im Kern enthält.

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Frage

Was haben alle Isotope einer Atomsorte gemeinsam?

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Antwort

Alle Isotope einer Atomsorte haben die Anzahl an Protonen gemeinsam. So haben bspw. alle Wasserstoffisotope ein Proton im Atomkern.

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Frage

Weshalb reagieren einige Atome zu mehratomigen Molekülen?

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Antwort

Die mehratomige Form des Elements ist chemisch stabiler. Dadurch reagieren die reaktiveren atomaren Elemente schnell mit sich selbst. Es bildet sich eine kovalente Bindung zwischen den Atomen des selben Elements.  

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Frage

Nenne mindestens drei Elemente, die als mehratomige Moleküle vorkommen können.

Antwort anzeigen

Antwort

Folgende Atome können als Molekülelemente vorkommen:

  • Wasserstoff
  • Sauerstoff
  • Flour
  • Brom
  • Iod
  • Stickstoff
  • Chlor
  • Kohlenstoff
  • ...
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Frage

Wie sind chemische Elemente (Atome) aufgebaut?

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Antwort

Chemische Elemente sind alle ähnlich aufgebaut.

Jedes Elemente besteht aus:

  • positiv geladenen Protonen
  • neutralen Neutronen 
  • negativ geladenen Elektronen


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Frage

Welche zwei Elemente kommen im Universum am häufigsten vor?

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Antwort

Etwa 93% aller Atome des Universums sind Wasserstoffatome. Helium steht an zweiter Stelle.

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Frage

Erkläre den Unterschied zwischen natürlichen und künstlichen Elementen.

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Antwort

Die 94 natürlichen Elemente kommen natürlich vor, während die restlichen 24 Elemente des Periodensystems künstliche Elemente sind. Künstliche Elemente wurden vom Menschen erzeugt und kommen nicht natürlich vor.

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Frage

Wie kann man chemische Elemente aus chemischen Verbindungen trennen
(mindestens 3 Beispiele)?

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Antwort

Chemische Elemente kann man aus chemischen Verbindungen z.B. durch


  • Energiezufuhr in Form von Wärme
  • Verbrennung
  • elektrischen Strom
  • Versetzung mit Säuren
  • UV-Strahlen
  • Röntgenstrahlen


trennen.

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Frage

Wann verhalten sich chemische Elemente ähnlich?

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Antwort

Chemische Elemente verhalten sich ähnlich, wenn sie im Periodensystem der Elemente in der selben Spalte stehen. Sie gehören somit zur selben Hauptgruppe und verhalten sich chemisch ähnlich.

Frage anzeigen

Frage

Wie viele chemische Elemente gibt es im Periodensystem der Elemente?


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Antwort

Es gibt unzählige chemische Elemente. Im Periodensystem sind 118 Elementen abgebildet.

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Frage

Was sind chemische Elemente?


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Antwort

Chemische Elemente sind reine Stoffe, die nur aus Atomen mit der selben Protonenanzahl bestehen. Dazu zählen alle Atome, ihre Isotope, sowie Moleküle, die aus mehreren Atomen mit der selben Protonenanzahl zusammengesetzt sind.

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Frage

Woher kommt der Name der chemischen Elemente?

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Antwort

Die Namen der Elemente kommen alle aus dem Lateinischen und Griechischen.

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Frage

Was ist ein Anion?

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Antwort

Ein Anion ist ein Ion, welches negativ geladen ist.

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Frage

Wie können Anionen entstehen?

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Antwort

Anionen können entstehen, indem Atome oder Moleküle Elektronen aufnehmen, aber auch durch Abgabe von Protonen.

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Frage

Welche Elemente können Anionen bilden?

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Antwort

Elemente der 4. bis 7. Hauptgruppe sowie Bor können Anionen bilden.

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Frage

Was ist das Gegenion zum Anion?

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Antwort

Das Gegenion ist das Kation.

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Frage

Was sind Salze?

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Antwort

Salze sind Verbindungen, die aus Anionen und Kationen bestehen.

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Frage

Können Wasserstoffatome Anionen bilden?

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Antwort

Ja, Wasserstoffatome können in Verbindung mit Alkalimetallen Anionen bilden. Es bilden sich Hydride.

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Frage

Welche organische Anionen gibt es?

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Antwort

Carboxylate sind organische Anionen. Beispiele sind Acetat und Butyrat.

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Frage

Wie werden Molekülanionen genannt, die Sauerstoff enthalten?

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Antwort

Sauerstoffhaltige Molekülanionen werden auch als Oxoanionen bezeichnet.

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Frage

Wie viele Sauerstoffatome können in Oxoanionen enthalten sein?

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Antwort

Es können bis zu vier Sauerstoffatome enthalten sein.

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Frage

Bei welchen Nachweisreaktionen muss kein Sodaauszug erfolgen?

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Antwort

Bei dem Nachweis von beispielsweise Carbonat-Ionen und Sulfid-Ionen ist kein Sodaauszug notwendig.

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Frage

Warum wird der Sodaauszug durchgeführt?

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Antwort

Der Sodaauszug ist bei vielen Anionen notwendig, da Sulfid-Ionen deren Nachweise stören. Deswegen müssen diese Sulfid-Ionen vor dem Nachweis aus der Probe entfernt werden.

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Frage

Welches Reagenz wird für den Sodaauszug benötigt?

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Antwort

Es wird eine Cadmiumacetat-Lösung benötigt.

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Frage

Was muss beim Nachweis von Nitrat-Ionen beachtet werden?

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Antwort

Es muss beachtet werden, dass Nitrit-Ionen den Nachweis stören.

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Frage

Wie können Nitrat-Ionen nachgewiesen werden?

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Antwort

Nitrat-Ionen können durch die Ringprobe nachgewiesen werden. Dazu wird Schwefelsäure und Eisen(II)-Sulfat benötigt. Es bildet sich ein brauner Ring bei vorhandenen Nitrat-Ionen.

Frage anzeigen

Frage

Wie können Chlorid-Ionen nachgewiesen werden?

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Antwort

Chlorid-Ionen können durch Fällung nachgewiesen werden. Es wird Silbernitrat und Ammoniakwasser benötigt. Es bildet sich ein weißer Niederschlag.

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Frage

Das Wort Atom stammt aus dem altgriechischen Wort 1) .... Es lässt sich mit dem Wort 2) ... übersetzen. 

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Antwort

1) atomos

2) unteilbar

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Frage

Atome können nicht geteilt werden.

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Antwort

Falsch, das war die frühe Annahme.

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Frage

Atome sind der sind der 1) ... für alle Substanzen, die einen festen, flüssigen oder gasförmigen 2) ... aufweisen.

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Antwort

1) Grundbaustein 

2) Aggregatzustand 

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Frage

Atome sind so klein, dass man sie nur mit ganz bestimmten Mikroskopen sehen kann.

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Antwort

Richtig

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Frage

Durch Atome bekommen die Substanzen verschiedene Eigenschaften und sind verantwortlich für die verschiedenen Reaktionen mit anderen Stoffen. 

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Antwort

Richtig

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Frage

Wer fand heraus, dass der Atomkern positiv geladen ist?

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Antwort

Der Wissenschaftler Ernest Rutherford fand das bei seiner Erforschung von Atomen heraus. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Aussagen zum Aufbau des Atomkerns sind richtig?

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Antwort

Die positive Ladung sind positiv geladene Protonen, die zusammen mit Neutronen und Elektronen den Baustein eines Atoms darstellen.


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Frage

"Die Atomhülle bestimmt die Größe des Atoms." Ist diese Aussage richtig?

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Antwort

Ja, auch wenn die Hülle weniger als 0,06 % zur Atommasse beiträgt, bestimmt die Atomhülle die Größe eines Atoms.  

Frage anzeigen

Frage

Was hat die chemische Ordnungszahl mit der Atomhülle zu tun?

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Antwort

Dadurch, dass der Kern positiv ist, aber die Hülle negativ, sind die beiden Teile durch die Anziehungskraft aneinandergebunden. Dabei sind auf der Hülle in der Regel genauso viele negativ geladenen Elektronen wie positiv geladene Protonen im Kern. Die Anzahl wird auch als chemische Ordnungszahl bezeichnet. Denn durch sie wird das chemische Verhalten eines Atoms bestimmt.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert, wenn die Atomhülle mehr Protonen oder mehr Elektronen besitzt? Wann ist die Atomhülle neutral?

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Antwort

Wenn die Atomhülle mehr Elektronen oder mehr Protonen besitzt, so ist das Atom dementsprechend positiv oder negativ geladen und ist dann ein Ion. 

Umgekehrt ist ein Atom mit der gleichen Anzahl an Protonen und Elektronen neutral. 

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Frage

Atome mit einem instabilen Kern sind der Gefahr eines Zerfalls ausgesetzt. Man unterscheidet zwischen drei Zerfallsarten:

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Antwort

Alpha-Zerfall

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Frage

"Gegensätze ziehen sich an." Ist diese Aussage bei den Atomen richtig? Erkläre mit Hilfe eines Beispiels.

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Antwort

Ja, Es können sich immer nur positives und negatives anziehen jedoch nicht, wenn beides positiv oder negativ ist. 


Beispiel: Magnet

Versuchst du die gleichen Seiten aneinanderzudrücken, merkst du einen Widerstand - selbst wenn du es schaffst, sie aneinander zu drücken, werden sie nicht zusammenbleiben.                                                                 

Wenn du aber zwei unterschiedliche Seiten aneinanderdrückst, dann spürst du, dass sich die Magneten automatisch, wie durch eine unsichtbare Kraft, anziehen.

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Frage

Wie wird eine chemische Bindung zwischen Atomen aufgebaut? Was sind die Voraussetzungen dafür?

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Antwort

Für die meisten Teilchen ist die Hülle eines Atoms undurchdringlich. Unter normalen Bedingungen und für das Atom günstige Temperaturen, ist sie äußerst stabil, da keine Elektronen entrissen werden können. 


Wenn sich allerdings doch zwei Atome mit ihren Hüllen überschneiden sollten, kann es passieren, dass eine anziehende Kraft zwischen ihnen entsteht. Daraus entstehen dann stabile Moleküle. Voraussetzung dafür ist aber, dass ein oder mehrere Elektronen von einer Hülle zur anderen Hülle wechseln. Die chemische Bindung, die dabei entsteht, ist nur möglich, wenn die beiden Atome eine geeignete Kombination aufweisen.

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Frage

Der Kern eines Atoms kann entweder stabil oder instabil sein.

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Antwort

Richtig

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Frage

Zerfall eines Atoms:


Bei dem sogenannten Alpha-Zerfall bildet sich ein 1) ... -Atomkern, durch das Zusammenschließen von zwei Protonen und zwei 2) .... Das ist auch nur deshalb möglich, weil durch den instabilen Zustand das Atom einen 3) ... Zustand anstrebt.


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Antwort

1) Helium 

2) Neutronen 

3) stabilen 

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Frage

Zerfall eines Atoms:


Bei dem Beta-Zerfall, wandelt sich ein Neutron in ein 1) ... um. Dieses Geschehen ist hauptsächlich bei Kernen, die über sehr 2) ...  Neutronen verfügen, zu beobachten. Eine andere Art des Beta-Zerfalls ist, dass sich Protonen in ein 3) ... umwandeln. Das passiert besonders bei 4) ..., die einen Protonenüberschuss aufweisen.


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Antwort

1) Proton 

2) viele 

3) Neutron 

4) Kernen 

Frage anzeigen

Frage

Zerfall eines Atoms:


Der Gamma-Zerfall ist die letzte Art. Allerdings trifft 1) ... bei diesem Beispiel nicht ganz zu, da der Kern von einem angeregten Zustand in einen 2) ... Zustand übergeht. Der neue Zustand hat eine 3) ... Energie. Durch diesen Energieübergang, der von den Gammastrahlungen getragen wird, bleibt die Kernladung und auch die 4) ... gleich. Lediglich der 5) ... des Kerns verändert sich.

Antwort anzeigen

Antwort

1) Zerfall 

2) anderen 

3) niedrigere 

4) Massenzahl 

5) Energieinhalt 

Frage anzeigen

Frage

Die Elektronegativität misst ... 

Antwort anzeigen

Antwort

... die Fähigkeit eines Elementes/Atoms, in einer Bindung die Bindungselektronen an sich zu ziehen.

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Frage

Wie groß die Elektronegativität eines Elementes ist, ...

Antwort anzeigen

Antwort

... kannst du im Periodensystem herausfinden. Die Elektronegativität ist immer ein Wert zwischen 0,7 und 4.

Frage anzeigen

Frage

Das Element Fluor hat die 1) ... Elektronegativität mit 4,1 oder 3,98. Das Element mit der 2) ... Elektronegativität findest du in der ersten Gruppe den Alkalimetallen, nämlich Frankium mit 0,7 oder 0,9. Alle anderen Elemente im Periodensystem haben Werte dazwischen. Dabei 3) ... die Elektronegativität im Periodensystem von links unten (Frankium) zu rechts 4) ... (Fluor) stetig an.

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Antwort

1) größte 

2) niedrigsten 

3) steigt 

4) oben 

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