Chemie für Fachoberschulen [antikvár]

1 Atombau und Periodensystem 1.1 Die Elementarteilchen Die Frage, woraus die Materie letztlich aufgebaut ist, beschäftigt die Menschen schon seit denn Altertum. So geht die Vorstellung, daß durch die fortlaufende Teilung der Materie schließlich kleinste, nicht mehr weiter teilbare Teilchen entstehen, auf den griechischen Philosophen Demokrit zurück. Dieser Ansicht stand die Meinung von Aristoteles gegenüber, der glaubte, daß die Materie unendlich teilbar sei. Beide Vorstellungen kamen allein durch Gedankenexperimente zustande. Unsere heutigen Vorstellungen vom Aufbau der Materie beruhen in ihren wesentlichen Grundzügen auf John Dalton'^). In seiner 1805 vorgeschlagenen Atomtheorie ging er von den damals bekannten Gesetzen der Chemie aus. Er forderte für die Atome, die er für unteilbar hielt, eine Masse und ordnete ihnen Bindungseigenschaften zu. Seit Ende des 19. Jahrhunderts ist jedoch bekannt, daß die Atome aus kleineren Teilchen bestehen, nämlich den Elektronen, Protonen und Neutronen. Trotz ihrer für uns unvorstellbar geringen Größe besitzen diese Elementarteilchen experimentell feststellbare Eigenschaften. Ein Überblick über die wichtigsten Eigenschaften der Elementarteilchen ergibt sich aus Tabelle 1.1. Die elektrische Ladung eines Elektrons bzw. eines Protons ist die kleinste aller in der Natur vorkommenden Ladungen. Man bezeichnet diese Ladung daher als Elementarladung. Da die Zahlenwerte für die Ladungen und die Massen der Elementarteilchen unbequem zu handhaben sind, wurden Einheiten eingeführt, mit denen leichter umzugehen ist: j- 1 atomare Masseneinheit = 1 u^) 1 Elementarladung = 1 e Die Masse eines Elektrons beträgt nur V1823 u. Tabelle 1.1: Eigenschaften der Elementarteilchen Elementar- Symbol Masse in Ladung in teilchen kg u C^) e Proton P* 1,6726'10- -27 ca. 1 u -f-1,6-10-^^ -1-1 Neutron n 1,6749-10- -27 ca. 1 u neutral 0 Elektron e~ 9,1095-10- -31 ca. Vi823 u -1,6-10"^^ -1 Protonen und Elektronen besitzen die gleiche elektrische Ladung, aber mit entgegengesetztem Vorzeichen. Diese Ladungen bezeichnet man als Elementarladungen. Die Masse der Protonen und Neutronen beträgt ca. 1 u. Balten, John (1766-1844), englischer Naturwissenschaftler. 1 Einheitenzeichen der atomaren Masseneinheit von „unified atomic mass unit": 1 u = 1,6606-10-" kg Einheitenzeichen der elektrischen Ladung von „Coulomb". 1 C = 1 As (Amperesekunde). f): : ' I