Grundlagen des Atombaus

Atome sind die Legos des Universums - aus ihnen baut sich buchstäblich alles zusammen. Viele gleiche Atome bilden ein Element wie Schwefel oder Eisen, verschiedene Atome zusammen ergeben Moleküle.

Jedes Atom besteht aus nur drei Elementarteilchen: Protonen (positiv geladen) und Neutronen (neutral) sitzen fest im Atomkern. Die Elektronen (negativ geladen) flitzen um den Kern herum in der Atomhülle.

Das Geniale: Die Anzahl der Protonen und Elektronen ist immer gleich! Diese Zahl findest du als Ordnungszahl im Periodensystem und sie bestimmt, um welches Element es sich handelt.

Merktipp: Ein Atom ist wie ein winziges Sonnensystem - der Kern ist die Sonne, die Elektronen sind die Planeten!

Neutronen und Atommasse berechnen

Die Neutronen sind die unsichtbaren Helfer im Atomkern - sie kleben die positiven Protonen zusammen, damit die sich nicht gegenseitig abstoßen. Ohne sie würde jeder Atomkern explodieren!

Die Atommasse im Periodensystem zeigt dir, wie schwer ein Atom ist. Sie setzt sich aus Protonen + Neutronen zusammen. Mit einer simplen Formel kannst du die Neutronenzahl berechnen:

Neutronen = Atommasse - Ordnungszahl

Beispiel Natrium: 23 - 11 = 12 Neutronen. Easy, oder?

Prüfungstipp: Diese Formel kommt garantiert in der Klassenarbeit vor - lern sie auswendig!

Isotope - Geschwister mit unterschiedlichem Gewicht

Isotope sind wie Geschwister: Sie haben die gleiche Anzahl Protonen (gleiches Element), aber unterschiedlich viele Neutronen (verschiedene Masse). Das macht sie zu verschiedenen "Versionen" desselben Elements.

Wasserstoff hat drei berühmte Isotope: Protium (0 Neutronen), Deuterium (1 Neutron) und Tritium (2 Neutronen). Alle haben 1 Proton, sind also Wasserstoff - wiegen aber unterschiedlich viel.

Auch Kohlenstoff hat Isotope: Carbon-12, Carbon-13 und das radioaktive Carbon-14. Letzteres nutzen Archäologen zur Altersbestimmung von Fossilien!

Fun Fact: Carbon-14 wird für die Radiokarbondatierung verwendet - so bestimmt man das Alter von Mumien!

Das Bohr'sche Atommodell

Niels Bohr stellte sich Atome wie winzige Sonnensysteme vor: Elektronen kreisen auf festen Bahnen (Schalen) um den Kern. Jede Schale hat eine maximale Kapazität - wie Parkplätze!

Die Schalenbesetzung folgt festen Regeln: 1. Schale max. 2 Elektronen, 2. Schale max. 8, 3. Schale max. 8 (später 18). Beim Chlor-Atom (17 Elektronen) sind das: 2 + 8 + 7 Elektronen auf den Schalen.

Du zeichnest den Atomkern mit der Protonenzahl (17+) und malst Kreise drumherum für die Schalen. Die Elektronen verteilst du von innen nach außen - immer erst eine Schale voll, dann die nächste!

Zeichentipp: Mach den Kern klein und die Schalen groß - in Wirklichkeit ist das Atom zu 99,9% leerer Raum!

Valenzelektronen und Lewis-Schreibweise

Für chemische Reaktionen sind nur die Valenzelektronen wichtig - das sind die Elektronen auf der äußersten Schale. Die anderen Elektronen chillen einfach in den inneren Schalen.

Die Lewis-Schreibweise zeigt nur diese wichtigen Außenelektronen als Punkte um das Elementsymbol. Viel einfacher als das komplette Schalenmodell zu zeichnen!

Im Periodensystem verrät dir die Hauptgruppenzahl direkt, wie viele Valenzelektronen ein Element hat. Gruppe 1 = 1 Valenzelektron, Gruppe 7 = 7 Valenzelektronen. Die Periodenzahl zeigt, wie viele Schalen besetzt sind.

Praxis-Tipp: Die Lewis-Schreibweise brauchst du ständig beim Zeichnen von Molekülen - üb sie gut!