Zur Haupt­na­vi­ga­ti­on sprin­gen [Alt]+[0] Zum Sei­ten­in­halt sprin­gen [Alt]+[1]

Über die Größe der Atome

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

Ist es dir ge­lun­gen, die Größe eines Koh­len­stoff­atoms zu be­rech­nen?


Falls nicht, be­ach­te das elek­tro­nen­mi­kro­sko­pi­sche Bild von den Koh­len­stoff­ato­men. Es ent­hält einen Maß­stabs­bal­ken mit der An­ga­be 0,5 nm. Der Bal­ken hat etwa die drei­fa­che Länge eines Atom­durch­es­sers. Damit er­gibt sich für das Koh­len­stoff­atom ein Durch­mes­ser von etwa 0,16 nm und ein Atom­ra­di­us rA von 0,08 nm.

In der wis­sen­schaft­li­chen Li­te­ra­tur fin­det man für den Ra­di­us des Koh­len­stoff­atoms einen Wert von 0,076 nm.

Das ist ja nun wirk­lich sehr klein, den 0,076 nm sind nur 0,000000000076 m. Um sol­che un­hand­li­chen Zah­len zu schrei­ben ver­wen­det ein Wis­sen­schaft­ler Ex­po­nen­ten.

Formel
Be­reits 1805 hat DAL­TON eine Liste mit Atom­mas­sen ver­schie­de­ner Ele­men­te ver­öf­fent­licht, al­ler­dings noch mit vie­len Feh­lern. Erst dem ge­nia­len schwe­di­schen Ex­pe­ri­men­tal­che­mi­ker BER­ZE­LI­US ge­lang die Ge­win­nung rei­ner Ele­men­te aus Ver­bin­dun­gen (Ele­men­ta­rana­ly­se) und die Be­stim­mung ihrer Atom­mas­sen re­la­tiv zum leich­tes­ten und kleins­ten Atom, dem Was­ser­stoff­atom. Des­sen Atom­mas­se gab er den Wert 1.

Heute geben wir die Masse von 1 Was­ser­stoff­atom als eine Masse von 1 u an (u = Atom­mas­sen­ein­heit).

Au­ßer­dem führ­te Ber­ze­li­us die che­mi­schen Sym­bo­le für Atome und Ver­bin­dun­gen ein, die wir auch heute noch ver­wen­den.

Bei­spie­le

Auf­ga­ben:

1 Wie viele Was­ser­stoff­ato­me be­nö­tigt man, um eine Masse von einem Gramm zu er­hal­ten?

2 Das Vo­lu­men eines Atoms lässt sich mit fol­gen­der For­mel be­rech­nen:

aufgabe2a

Wel­ches Ele­ment in der Ta­bel­le hat die Atome mit der größ­ten Dich­te?

3 Für ge­wief­te Rech­ner und Den­ker: Be­rech­ne die Dich­te eines Koh­len­stoff­atoms und ver­glei­che sie mit dem Wert für die Dich­te von Gra­phit.

Aufgabe 2b

Finde eine Er­klä­rung für die Dif­fe­renz.

Beispiele

Die Atom­mas­sen­ein­heit 1 u

Wie die Klein­heit der Atome ver­mu­ten lässt, ist auch deren Masse ex­trem klein:

1u = 0,00000000000000000000000166 g oder

1u = 1,66 * 10-24 g = 1,66 * 10-27 kg

Um­rech­nung Atom­mas­sen­ein­hei­ten in g:

1u = 1,66 * 10-27g

Tabelle 2

Er­geb­nis:
Atome sind dich­ter als Stof­fe, denn Stof­fe be­ste­hen aus Teil­chen und Leere!

Über die Größe der Atome: Her­un­ter­la­den [doc] [46 KB]

Über die Größe der Atome: Her­un­ter­la­den [pdf] [281 KB]