10. Bau des Atoms

Elementare Teilchen und Materie Definition

Materie umfasst alle beobachtbaren Objekte mit einer Masse. Das Atom ist dabei die kleinste Einheit der Materie.

Die fundamentalen Elementarteilchen

Quarks, Leptonen, Eichbosonen und das Higgs-Boson.

Zusammensetzung des Atomkerns

Besteht aus Protonen und Neutronen, die zusammen als Nukleonen oder Kernteilchen bezeichnet werden.

Ion Definition

Ein elektrisch geladenes Teilchen, das einen Überschuss oder einen Mangel an Elektronen aufweist.

Isotop Definition

Ein Atom mit derselben Protonenanzahl (gleiche Ordnungszahl), aber einer unterschiedlichen Anzahl an Neutronen.

Kernladungszahl Definition

Sie entspricht der Ordnungszahl im Periodensystem und gibt die Anzahl der Protonen im Kern an.

Unterschied absolute und relative Größe bei Atommassen

Absolute Größen haben hier keine Einheit, da sie eine Relation zu einer anderen Masse darstellen.

Atomare Masseneinheit (u oder Dalton) Definition

Definiert als 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-Atoms (C-Atom).

Relative Massen von Proton, Neutron und Elektron

Protonen und Neutronen haben eine relative Masse von ca. 1 u. Elektronen sind viel leichter und wiegen ca. 1/2000 u.

Ladung von Elementarteilchen und Einheit

Die physikalische Einheit ist 1 Coulomb (C). Für Atome ist diese Einheit zu klein, weshalb man die relative Ladung nutzt (1+ für Protonen, 1- für Elektronen).

Verhalten der Elektronen in der Elektronenhülle (Orbitalmodell)

Elektronen bewegen sich in Schalen um den Kern. Sie benötigen Energie, um nicht in den Kern hineinzufallen.

Energieverteilung in den Schalen der Elektronenhülle

Die Schalen werden von innen nach außen benannt (K, L, M, N…). Die äußerste Schale besitzt die größte Energie.

Anregung von Elektronen

Durch Energiezufuhr (Energie+) werden Elektronen angeregt und verändern ihre Bahn. Danach kehren sie wieder in den Grundzustand zurück.

Maximale Elektronenanzahl pro Schale Formel und Ursache

Formel: 2n² (wobei n die Schalennummer ist). Die Begrenzung existiert, da sich die Elektronen untereinander abstoßen.

Woraus bestehen Protonen und Neutronen laut MedAT-Stoff?

Sie bestehen aus Quarks.

Zu welcher Teilchengruppe gehören das Photon und das Elektron?

Das Photon ist ein Eichboson, das Elektron ist ein Lepton.

Besonderheit und Funktion des Higgs-Bosons

Erst durch die Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld bekommen alle anderen Elementarteilchen überhaupt eine Masse.

Populärwissenschaftlicher Name des Higgs-Bosons

„Gottesteilchen“.

Welche Teilchenarten gehören zu den Fermionen mit Generationen?

Quarks und Leptonen.

Quarks der 1. Generation

Up (u) und Down (d).

Quarks der 2. Generation

Charm (c) und Strange (s).

Quarks der 3. Generation

Top (t) und Bottom (b).

Leptonen der 1. Generation

Elektron-Neutrino und Elektron.

Leptonen der 2. Generation

Myon-Neutrino und Myon.

Leptonen der 3. Generation

Tauon-Neutrino und Tauon.

Nenne die vier in der Tabelle aufgeführten Eichbosonen

Photon, Gluon, Z-Boson und W-Boson.

Status von Eichbosonen und dem Higgs-Boson im Vergleich zu Fermionen

Eichbosonen sind weder Quarks noch Leptonen. Auch das Higgs-Boson ist kein Quark