Atomaufbau, Atommodelle, PSE (inkl. praktische Anwendung), ‚gute/böse Elemente‘, Isotope

Wie ist ein Atom aufgebaut?

Es besteht aus Atomkern und Elektronenhülle. Im Kern sind positive Protonen und neutrale Neutronen, in der Hülle negative Elektronen.

Was sind Ordnungszahl und Massenzahl?

Ordnungszahl = Protonenzahl. Massenzahl = Protonen + Neutronen; daher gilt: Neutronen = Massenzahl − Ordnungszahl.

Warum ist ein Atom normalerweise neutral?

Es besitzt gleich viele positiv geladene Protonen wie negativ geladene Elektronen.

Was sind Valenzelektronen?

Elektronen der äußersten besetzten Schale. Sie bestimmen wesentlich das chemische Verhalten und die Bindungen eines Elements.

Wie entwickelte sich das Atommodell?

Dalton: Kugelmodell → Thomson: Rosinenkuchenmodell → Rutherford: Kern-Hülle-Modell → Bohr: Schalen/Energieniveaus → Orbitalmodell: Aufenthaltswahrscheinlichkeiten.

Was zeigte Rutherfords Streuversuch?

Das Atom besteht größtenteils aus leerem Raum; positive Ladung und fast die gesamte Masse befinden sich in einem sehr kleinen Kern.

Was besagt das Bohrsche Schalenmodell?

Elektronen befinden sich auf bestimmten Schalen bzw. Energieniveaus um den Kern. Die inneren Schalen werden zuerst besetzt.

Wie ist das Periodensystem aufgebaut?

Elemente sind nach steigender Ordnungszahl geordnet. Waagrecht = Perioden, senkrecht = Gruppen.

Was kann man aus Periode und Hauptgruppe ablesen?

Periode → Anzahl besetzter Schalen. Bei Hauptgruppenelementen zeigt die Gruppe die Zahl der Valenzelektronen bzw. ähnliche Außenelektronenstruktur.

Welche wichtigen Elementgruppen gibt es?

Alkalimetalle: 1. Gruppe, sehr reaktiv; Erdalkalimetalle: 2. Gruppe; Halogene: 17. Gruppe, reaktive Nichtmetalle; Edelgase: 18. Gruppe, sehr reaktionsträge.

Wie kann man das PSE praktisch anwenden?

Man kann z. B. Elementsymbol, Ordnungszahl, Atommasse sowie Protonen-, Elektronen- und ungefähr Neutronenzahl bestimmen und chemische Eigenschaften abschätzen.

Was bedeutet „gute und böse Elemente“?

Elemente sind nicht grundsätzlich gut oder böse. Ihre Wirkung hängt besonders von chemischer Form, Dosis und Aufnahmeweg ab.

Was sind Isotope?

Atome desselben Elements mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Neutronenzahl und daher unterschiedlicher Massenzahl.

Was ist Radioaktivität?

Der spontane Zerfall instabiler Atomkerne unter Aussendung ionisierender Strahlung.

Welche drei wichtigen Arten radioaktiver Strahlung gibt es?

Alpha: Heliumkerne, geringe Reichweite; Beta: schnelle Elektronen/Positronen, mittlere Durchdringung; Gamma: elektromagnetische Strahlung, hohe Durchdringung.

Warum kann ionisierende Strahlung gefährlich sein?

Sie kann Moleküle, Zellen und DNA schädigen. Dadurch können Zellschäden, Mutationen und Krebs entstehen; sehr hohe Dosen können tödlich sein.

Was bedeutet Strahlendosis?

Sie beschreibt die Strahlenwirkung auf Körper bzw. Gewebe. Für das biologische Risiko wird häufig die effektive Dosis in Sievert (Sv) angegeben.

Warum ist bei Radioaktivität die Dosis entscheidend?

Kleine kontrollierte Dosen können medizinisch genutzt werden; mit steigender Dosis nimmt das Risiko für Gewebe- und DNA-Schäden zu.

Wie wird ionisierende Strahlung in der Medizin genutzt?

Z. B. zur Diagnostik mit radioaktiven Tracern und zur Behandlung von Tumoren durch Strahlentherapie.

Wie funktioniert Kernenergie im Kernkraftwerk und was ist problematisch?

Bei der Kernspaltung z. B. von Uran-235 entsteht Wärme → Dampf → Turbine → Generator. Vorteile sind viel Energie und geringe direkte CO₂-Emissionen; Probleme sind radioaktiver Abfall, Endlagerung und Unfallrisiko.