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Chemisches Element ArtikelRobert Boyle definierte ein chemisches Element als einen Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegt werden kann.
Diese Definition hat den Nachteil, dass man nie sicher sein kann, ob man die chemischen Methoden völlig ausgeschöpft hat. Hätte man es z. B. in dem Labor nicht geschafft, Wasser zu zerlegen, so hätte man es als Element einordnen müssen. Der heutige Element-Begriff lässt sich als eine Einteilung der Atome verstehen:
Atome mit gleicher Anzahl an Protonen werden zu einer Sorte zusammengefasst, dem Element.
Der heutige Element-Begriff ist abstrakter, dafür aber präzise.
Seine praktische Bedeutung liegt darin, dass er Atome mit gleichem chemischen Verhalten (dem Verhalten bei chemischen Reaktionen) zusammenfasst. Ihr physikalisches Verhalten kann kleinfügig abweichen, z. B. können die Atome eines Elements sich in der Masse kleinfügig unterscheiden (Isotope).
Die Atome sind die Grundbausteine der Materie.
Atome bestehen aus einem Atomkern mit positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen und einer Atomhülle aus Elektronen.
Atome gleicher Kernladungszahl gehören zumselben Element. Die Kernladungszahl ist die Anzahl der Protonen in dem Kern und - bei neutralen Atomen - gleich der Anzahl der Elektronen in der Hülle.
Die physikalischen Merkmalen der Atomhülle bestimmen das chemische Verhalten eines Atoms. Atome gleicher Kernladungszahl besitzen dieselbe Atomhülle und sind damit chemisch nicht unterscheidbar.
Aus der Kernladungszahl der Atome folgt daher ihre Einordnungins Periodensystem der Elemente (PSE). Dieses wurde vom russischen Gelehrten Dmitri Iwanowitsch Mendelejew 1869 begründet.
Die Kernladungszahl wird auch als Ordnungszahl genannt.
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Die Wende brachte für dieses Unterrichtsmittel den... Kernladungszahl und Masse | |
Die Masse eines Elements ist bei fast allen Elemente ungefähr - jedoch nicht exakt - ein ganzzahliges Vielfaches der Masse des leichtesten Elements Wasserstoff H mit Odnungszahl 1.
Daher spricht man auch von der Massenzahl eines Elements.
Das nächstschwerere Element Helium He mit Ordnungszahl 2 hat bereits ungefähr die vierfache Masse. Die Massenzahl beträgt also 4, die genaue Masse ist jedoch ca. etwa das 3,98-fache.
Die Erklärungen für diese Merkwürdigkeit sind
- Protonen und Neutronen, die den Hauptanteil der Masse bilden, sind fast, jedoch nicht genau, gleich schwer.
- Natürliche Elemente bestehen aus einer Mischung von Atomen mit unterschiedlicher Neutronenzahl. Eine Atomart überwiegt meist bei weitem, diese bestimmt dann die Massenzahl (Ausnahme Chlor Cl mit der 35,5-fachen Masse)
- Das natürliche Mischverhältnis ist bei einem Element meist gleich (Ausnahme ist Blei, das unterschiedliche durchschnittliche Atommassen zeigt, wenn man es aus verschiedenen Lagerstätten gewinnt)
- Bei sehr genauen Messungen zeigt sich die Bindungsenergie als Massendefekt, so dass die Kernmasse immer minimal kleiner ist als die Summe der Massen der Protonen und Neutronen.
Buch-Tipp: Demtröder, Wolfgang, Bd.3 : Atome, Moleküle und Festkörper Einfach perfekt als Grundlagenliteratur ! Ich verstehe gewisse Angeber nicht die meinen dieses Werk sei nicht ideal fürs Studium, meiner Meinung nach ist der Aufbau perfekt organisiert und die für viele Studenten beängstigende Quantenmechanik wird Schritt für Schritt einfach und gut erklärt. Ich meine man kann einen Drittsemestrigen nicht sofort... |
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Der Kern des Wasserstoffs besteht fast stets aus ca. einem Proton. Wasserstoff mit einem Proton und einem Neutron in dem Kern (Deuterium) tritt in natürlichem Wasserstoff mit einem Anteil von 0,015 Prozent auf.
Der Heliumkern besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Es existieren aber auch Helium-Atome, die zwei Protonen, aber ca. ein Neutron, enthalten. Diese treten in natürlichem Helium jedoch ca. mit einem Anteil von 0,000137 Prozent auf.
Chlor (17 Protonen) besteht aus einer Mischung aus Atomen mit 18 Neutronen (etwa 75 %) und 20 Neutronen (etwa 25 %).
Chemische Elemente, die ca. aus einer Atomart bestehen, heißen Reinelemente, wenn sie dagegen aus zwei oder mehr Atomarten bestehen, heißen sie Mischelemente.
Atome des gleichen Elements mit unterschiedlicher Neutronenzahl bezeichnet man Isotope.
Buch-Tipp: Die Sehnsucht der Atome. Kriminalroman Sehr gut! Für mich war das Buch eine Entdeckung. Es ist ein kluger, aussergewöhnlicher Krimi mit skurrilen, aber trotzdem glaubwürdigen Figuren, einem mysteriösen Plot und herrlich verschrobenen philosophischen Gedankengängen des Inspektor Jensen. Ich hoffe jetzt nur, dass Reichlin bei Jensen und O'Hara bleibt. Ein spannenderes Ermittler-Duo... |
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Kalzium ist ein Computerprogramm für das Betriebssystem Linux, das sehr viele Informationen zu dem Periodensystem und den Elementen bietet.
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