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Atome und Moleküle - Referat
Alle bekannte Materie des Universums besteht aus winzigen unsichtbaren Teilchen, die man Atome nennt. Aus ihnen besteht alles, was man sehen kann – von der Haut an den Fingern bis zu all den Wörtern, die wir täglich in der Zeitung lesen können – und ebenso all das, was man nicht sehen kann – wie die Luft zum Atmen oder die Zellen im Blut.
Die Idee von den Atomen ist uralt. Schon einige griechische Philosophen glaubten, dass Atome die kleinsten Materieteilchen und unteilbar sind.
Sie wählten dafür den Namen Atom, weil das Wort „unteilbar“ bedeutet. Diese frühe Vorstellung von den Atomen blieb Jahrtausende erhalten, bis diese im frühen 20. Jahrhundert in noch kleinere Teilchen zertrümmert wurden.
Atome verbinden sich zu größeren Strukturen, den Molekülen.
Obwohl auf der Erde nur etwa 100 verschiedene Atome existieren, können sie Millionen unterschiedlicher Moleküle bilden.
Der Atomkern
Protonen und Neutronen bilden den Atomkern.
Dieser macht den größten Teil des Atomgewichts aus, obwohl er nur einen winzigen Teil des Atomvolumens einnimmt.
99,99% des Atoms bestehen aus dem leeren Raum um den Atomkern.
Wenn ein Atom so groß wie ein Fußballstadion wäre, hätte der Atomkern in seiner Mitte die Größe einer Erbse. Die Elektronen würden um die äußersten Zuschauerplätze kreisen.
Neutron
Sie sind ungefähr so groß wie Protonen. Neutronen sind neutral, weil sie keine elektrische Ladung tragen und nicht von Elektronen oder Protonen angezogen werden.
Elektron
Diese Teilchen sind etwa 2000-mal leichter als Protonen und Neutronen und kreisen nahezu mit Lichtgeschwindigkeit um den Atomkern. Sie haben eine negative elektrische Ladung.
Elektronenschalen
Ein Atom besitzt immer die gleiche Anzahl negativ geladener Elektronen und positiv geladener Protonen. Einige große Atome haben mehr als 100 von beiden. Das Kohlenstoffatom besitzt jeweils sechs. Elektronen kreisen auf bestimmten Schalen um den Atomkern wie Satelliten um einen Planeten. Schwere Atome besitzen mehr Schalen als kleinere.
Die Vorstellung, dass Elektronen auf Schalen kreisen, erleichtert das Verständnis, wie Atome Moleküle bilden.
Der Aufbau eines Atoms
Atome bestehen aus noch winzigeren Materieteilchen, den Protonen, Neutronen und Elektronen.
Protonen und Neutronen befinden sich im Zentrum eines Atoms, das man Atomkern nennt, und sind durch starke Kräfte eng miteinander verbunden. Elektronen kreisen in allen Richtungen um den Atomkern auf Bahnen, die man als Elektronenschalen bezeichnet.
Moleküle bilden
Atome verbinden sich zu Molekülen.
Ein Molekül kann aus denselben oder verschiedenen Atomen bestehen.
Gase wie Wasserstoff sind einfache Moleküle aus nur zwei Atomen. Kunststoffe bestehen aus endlos langen Kettenmolekülen mit sich wiederholenden Strukturelementen.
Wasser (H20)
Ein Molekül Wasser setzt sich aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom zusammen.
Kohlendioxid (C02)
Kohlendioxid besteht aus zwei Sauerstoffatomen und einem Kohlenstoffatom.
Wie Atome binden
Atome verbinden sich zu Molekülen mithilfe ihrer Elektronen, die sie abgeben, aufnehmen oder miteinander teilen. Drei Bindungsarten halten Moleküle zusammen.
Ionenbindung
Ein Atom gibt Elektronen an ein anderes. Das erste Atom wird dadurch positiv und das zweite negativ geladen, sodass sich die Atome gegenseitig anziehen.
Kovalente Bindung
Zwei Atome teilen sich ihre Außenelektronen, indem sich ihre Elektronenschalen überlappen.
Metallische Bindung
Metalle bilden ein Kristallgitter und teilen sich ihre Außenelektronen in einer riesigen Wolke.
Quarks und Strings
Jedes Teilchen besteht aus drei noch kleineren Teilchen, die man Quarks nennt. Vermutlich besteht alle Materie sogar aus winzigen Schwingungen, die man als Strings bezeichnet.
Doch bis heute ist unbekannt, aus was diese Strings bestehen könnten.
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