Das Wort Atom stammt aus dem Griechischen und bedeutet unteilbar. Ein Atom ist also ein winzig kleines Teilchen, ein Baustein der Natur. Jeder Mensch, jedes Tier, jedes Material – einfach alles – besteht aus Atomen. Sogar die Luft. Atome sind allerdings so winzig, dass man sie nicht einmal unter einem gewöhnlichen Mikroskop erkennen kann.
Was ist ein Atom leicht erklärt?
Das Atom (von altgriechisch ἄτομος (ὕλη) átomos (hýle) „unteilbare (Materie)”) ist der kleinste chemisch nicht weiter teilbare Baustein der Materie. Im Laufe der Wissenschaftsgeschichte wurden unterschiedliche Atommodelle vorgeschlagen. Atome bestehen aus einem elektrisch positiv geladenen Atomkern und einer Atom hülle aus negativ geladenen Elektronen,
- Atome sind im Normalzustand elektrisch neutral; die Anzahl von Protonen und Elektronen ist dann jeweils gleich.
- Sofern Atome eine elektrische Ladung tragen, werden sie als Ionen bezeichnet.
- Die Umwandlung eines neutralen Atoms in ein Ion (durch Entfernen oder Hinzufügen von Elektronen) heißt Ionisierung,
Der Atomkern ist aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen aufgebaut. Atomsorten oder Nuklide, welche die gleiche Anzahl von Protonen ( Kernladungszahl ) und damit dieselbe Ordnungszahl besitzen, gehören zu ein und dem selben Element und heißen Isotope,
Da die Eigenschaften der Atomhülle das chemische Verhalten eines Atoms bestimmen, sind Isotope ein und des selben Elements chemisch nicht unterscheidbar. Nahezu die gesamte von uns wahrnehmbare, unbelebte und belebte Materie in unserer irdischen Umgebung besteht aus (neutralen oder ionisierten) Atomen.
Daneben gibt es noch Neutronenmaterie von Neutronensternen und eventuell eine noch hypothetische Dunkle Materie bislang unbekannter Natur.
Was ist ein Atom Beispiel?
Darstellung eines Atoms – Die Atome eines Elements haben die gleiche Anzahl an positiv geladenen Teilchen, Protonen (p + ), im Kern, Die Anzahl der Protonen bezeichnet man als Ordnungszahl (OZ, Kernladungszahl). Neben den Protonen liegen auch ungeladene Neutronen (n 0 ) im Kern vor. Diese beiden Kernteilchen werden als Nucleus ist lateinisch und beutet Kern.”>Nukleonen bezeichnet. In der Hülle sind die negativ geladenen Elektronen (e – ) eines Atoms in Schalen verteilt. Ein Atom ist nach außen hin elektrisch neutral (ungeladen), das heißt es hat genau so viele negativ geladene Elektronen in der Hülle wie positiv geladene Protonen im Kern. Aufbau eines Atoms am Beispiel Kohlenstoff mit der Ordnungszahl 6. Kohlenstoff hat 6 Protonen im Kern und 6 Elektronen in der Hülle. Verwende das Periodensystem der Elemente (PSE) und entscheide, welche Darstellungen stimmen!
Wie kann man sich ein Atom vorstellen?
Zusammenfassung der Atome –
Atome sind die Bausteine, aus denen jegliche Materie besteht. Atome sind aus subatomaren Teilchen aufgebaut: Protonen, Neutronen und Elektronen. Protonen und Neutronen bilden den Atomkern, Elektronen sind in der Atomhülle verteilt. Es gibt unterschiedliche Arten von Atomen, denn Atome unterscheiden sich in der Anzahl der Protonen im Atomkern, Jedes Element setzt sich aus Atomen mit einer bestimmten Anzahl an Protonen zusammen. Die Anzahl der Protonen eines Atoms entspricht der Ordnungszahl des zugehörigen Elements. Dies ist gleichzeitig auch die Anzahl der Elektronen im Atom, denn die Anzahl der Protonen und Elektronen in einem Atom ist stets gleich. Protonen und Elektronen tragen elektrische Ladungen, Trotzdem sind Atome nach außen ungeladen, da sich die positiven Ladungen der Protonen und die negativen Ladungen der Elektronen genau ausgleichen.
Wo kommt das Atom her?
Gibt es verschiedene Atome? Woher kommen die Atome? Zum Beispiel die Tatsache, dass alle Atome gleich aufgebaut sind: Sie haben einen Atomkern und eine Atomhülle. Im Kern befinden sich zwei verschiedene Teilchensorten, die Neutronen und die Protonen. Neutronen sind elektrisch neutral, Protonen sind positiv geladen.
- In der Atomhülle sind die Elektronen.
- Das sind negativ geladene Teilchen – sie sind übrigens auch für das Fließen des elektrischen Stroms mitverantwortlich.
- Zwar sind alle Atome auf die gleiche Weise aufgebaut.
- Sie unterscheiden sich aber in der Anzahl der Teilchen, die sie enthalten.
- Das ist auch der Grund dafür, dass sich verschiedene Atome ganz unterschiedlich verhalten.
Chemiker wissen, dass das Reaktionsverhalten der Atome und Moleküle (so nennt man chemische Verbindungen mehrerer Atome) unter anderem stark vom Atomgewicht abhängt. Das kleinste Atom ist das Wasserstoffatom: Es besitzt ein Proton im Atomkern und ein Elektron in der Hülle (ausnahmsweise hat es kein Neutron).
- Das schwerste Atom, das heute bekannt ist, heißt Hassium.
- Es wurde künstlich hergestellt, indem man Blei- und Eisenatome mit riesigen Geschwindigkeiten zusammenstoßen ließ.
- Wie alle künstlichen Atome ist Hassium nicht sehr stabil, so dass es nach wenigen Sekunden wieder auseinander fällt.
- Entstanden sind die Atome in der Frühzeit unseres Universums, kurz nach dem Urknall.
Zwar kann man über diese Zeit nur spekulieren, aber anzunehmen ist, dass Atome zu den ersten Dingen gehörten, die es überhaupt gab: Sie bildeten sich aus der großen Staubwolke, die das Universum damals war. Die Staubwolke begann langsam um sich selbst zu rotieren und sich dabei infolge der Schwerkraft aufzuheizen.
- Die Teilchen in der Wolke wurden schneller und schneller und dabei ereigneten sich immer wieder kraftvolle Zusammenstöße, bei denen neue Teilchen entstanden – das sind wissenschaftliche Annahmen, die die Forscher heute zu rekonstruieren versuchen.
- Zum Beispiel mittels Computersimulation oder per Teilchenbeschleuniger, in denen die Teilchen mit gigantischer Geschwindigkeit aufeinander stoßen.
Diese Frage wurde beantwortet von Wolfram Meyerhöfer, Physik-Didaktiker, Universität Potsdam. : Gibt es verschiedene Atome? Woher kommen die Atome?
Wie viele Atome gibt es auf der Erde?
602.200.000.000.000.000.000.000 oder 602 Trilliarden 200 Trillionen Atome!
Was ist das größte Atom?
Interpretation grundlegender Atomeigenschaften im Rahmen des Schalenmodells – Die Atomhülle bestimmt die Stärke und Abstandsabhängigkeit der Kräfte zwischen zwei Atomen. Im Abstandsbereich mehrerer Atomdurchmesser polarisieren sich die gesamten Atomhüllen wechselseitig, sodass durch elektrostatische Anziehung anziehende Kräfte, die Van-der-Waals-Kräfte, entstehen.
- Sie bewirken vor allem die Kondensation der Gase zu Flüssigkeiten, also einen Wechsel der Aggregatzustände,
- Die (näherungsweise) Inkompressibilität der Flüssigkeiten und Festkörper hingegen beruht darauf, dass alle Atome bei starker Annäherung einander stark abstoßen, sobald sich ihre Hüllen im Raum merklich überschneiden und daher verformen müssen.
Außer im Fall zweier Wasserstoff atome, die jeweils nur ein Elektron in der Hülle haben, spielt die elektrostatische Abstoßung der beiden Atomkerne dabei nur eine geringe Rolle. In einem mittleren Abstandsbereich zwischen dem Vorherrschen der schwach anziehenden Van-der-Waals-Kräfte und der starken Abstoßung kommt es zwischen zwei oder mehr zueinander passenden Atomhüllen zu einer besonders starken Anziehung, der chemischen Bindung,
- Bei Atomen bestimmter Elemente kann diese Anziehung zu einem stabilen Molekül führen, das aus Atomen in zahlenmäßig genau festgelegter Beteiligung und räumlicher Anordnung aufgebaut ist.
- Die Moleküle sind die kleinsten Stoffeinheiten der chemischen Verbindungen, also der homogenen Materialien in all ihrer Vielfalt.
Vermittelt über die Hüllen ihrer Atome ziehen auch Moleküle einander an. Ein fester Körper entsteht, wenn viele Moleküle sich aneinander binden und dabei, weil es energetisch günstig ist, eine feste Anordnung einhalten. Ist diese Anordnung regelmäßig, bildet sich ein Kristallgitter,
- Infolge dieser Bindung ist der feste Körper nicht nur weitgehend inkompressibel wie eine Flüssigkeit, sondern im Unterschied zu dieser auch auf Zug belastbar und deutlich weniger leicht verformbar.
- Verbinden sich Atome metallischer Elemente miteinander, ist ihre Anzahl nicht festgelegt und es können sich nach Größe und Gestalt beliebige Körper bilden.
Vor allem chemisch reine Metalle zeigen dann meist auch eine große Verformbarkeit, Verbindungen verschiedener Metalle werden Legierung genannt. Die Art der Bindung von Metallatomen erklärt, warum Elektronen sich fast frei durch das Kristallgitter bewegen können, was die große elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit der Metalle verursacht.
- Zusammengefasst ergeben sich aus der Wechselwirkung der Atomhüllen miteinander die mechanische Stabilität und viele weitere Eigenschaften der makroskopischen Materialien.
- Aufgrund des unscharfen Randes der Atomhülle liegt die Größe der Atome nicht eindeutig fest.
- Die als Atomradien tabellierten Werte sind aus der Bindungslänge gewonnen, das ist der energetisch günstigste Abstand zwischen den Atomkernen in einer chemischen Bindung.
Insgesamt zeigt sich mit steigender Ordnungszahl eine in etwa periodische Variation der Atomgröße, die mit der periodischen Variation des chemischen Verhaltens gut übereinstimmt. Im Periodensystem der Elemente gilt allgemein, dass innerhalb einer Periode, also einer Zeile des Systems, eine bestimmte Schale aufgefüllt wird.
- Von links nach rechts nimmt die Größe der Atome dabei ab, weil die Kernladung anwächst und daher alle Schalen stärker angezogen werden.
- Wenn eine bestimmte Schale mit den stark gebundenen Elektronen gefüllt ist, gehört das Atom zu den Edelgasen,
- Mit dem nächsten Elektron beginnt die Besetzung der Schale mit nächstkleinerer Bindungsenergie, was mit einem größeren Radius verbunden ist.
Innerhalb einer Gruppe, also einer Spalte des Periodensystems, nimmt die Größe daher von oben nach unten zu. Dementsprechend ist das kleinste Atom das Heliumatom am Ende der ersten Periode mit einem Radius von 32 pm, während eines der größten Atome das Caesium atom ist, das erste Atom der 5.
Ist der Mensch ein Atom?
Sind wir aus „Sternenstaub” gemacht? – Der griechische Philosoph Demokrit postulierte, dass die gesamte Natur aus kleinen, unteilbaren Einheiten – den Atomen – zusammengesetzt ist. Heute wissen wir, dass auch Atome zusammengesetzt bzw. teilbar sind. Bild: NASA, ESA, STScI Mehr zum Thema Natürlich besteht der menschliche Körper nicht aus Staub, sondern zum größten Teil aus Wasser, Eiweißen, Fetten und Mineralstoffen. Supernova-Überrest SNR 0543-689 in der Großen Magellanschen Wolke. Bild: ESO Der griechische Philosoph Demokrit (geboren im 5. Jahrhundert vor Christus) postulierte, dass die gesamte Natur aus kleinen, unteilbaren Einheiten – den Atomen – zusammengesetzt ist.
Heute wissen wir, dass auch Atome bzw. teilbar sind: Eine Atomhülle aus negativ geladenen Elektronen umgibt einen winzigen Atomkern, der aus positiv geladenen Protonen und elektrisch neutralen Neutronen besteht. Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt, um welches chemische Element es sich handelt.
Etwa eine Sekunde nach dem Urknall war der Kosmos schon mit Protonen, Neutronen und Elektronen gefüllt. Sie befanden sich in einem „See” aus Photonen, den Strahlungsteilchen. Diese energiereiche Strahlung verhinderte zunächst, dass sich Wasserstoffatome aus Proton und Elektron oder schwerere Atomkerne aus mehreren Protonen und Neutronen bilden konnten.
Erst in den nächsten Minuten bildeten sich die Atomkerne der beiden leichteren Elemente Helium (zwei Protonen) und Lithium (drei Protonen). Sterne als Geburtsstätte chemischer Elemente Bis heute liegt der größte Teil der Materie im Kosmos in Form von Wasserstoff und Helium vor. Ohne die Vielfalt der Atomarten, wie sie im Periodensystem der Elemente dargestellt ist, wäre aber die Existenz von Planeten oder menschliches Leben nicht möglich.
Und tatsächlich entstanden die meisten Elemente in Sternen. In ihrem Inneren verschmilzt Wasserstoff zu Helium, in massereicheren Sternen werden durch solche Kernfusionen auch Kohlenstoff, Sauerstoff und schwerere Elemente bis hin zum Eisen erzeugt. Elemente schwerer als Eisen kommen zustande, wenn sich nochmals weitere Neutronen und Protonen anlagern.
Dafür sind allerdings physikalische Bedingungen vonnöten, wie sie nur bei Supernova-Explosionen und in Roten Riesensternen vorkommen. Supernovae und Sternwinde verteilen die „erbrüteten” Elemente danach als Sternenstaub im All. Formen sich später wieder neue Sternsysteme aus Gas, so können sich aus den nun vorhandenen schwereren Elementen auch Planeten bilden.
Zumindest auf dem Planeten Erde ist dann auch Leben entstanden.
Wie viele Atome gibt es in einem Menschen?
a) Für eine erste grobe Abschätzung wird davon ausgegangen, dass der Mensch die Masse \(70\rm \) hat (Normmensch) und er zu 80% (Masseprozent) aus Wasser und zu 20% aus Kohlenstoff besteht. Die anderen Elemente werden für die Grobabschätzung vernachlässigt.
- Damit beträgt beim Normalmenschen die Masse des Masse des Wassers \( }}} = 0,80 \cdot 70 } = 56 }\) und die Masse des Kohlenstoffs \( }}} = 0,20 \cdot 70 } = 14 }\).
- Wasser (H 2 O) besteht aus Wasserstoff (relative Atommasse 1) und Sauerstoff (relative Atommasse 16).
- Somit gilt für die Masse von Wasserstoff und Sauerstoff beim Normalmenschen \ Die Anzahl \(N\) Atome in einem Element mit der relativen Atommasse \(A_ }\) berechnet sich mittels der AVOGADRO-Zahl \(N_ }\) \ Damit ergeben sich für Wasserstoff und Sauerstoff die Abschätzungen \ Für Kohlenstoff (relative Atommasse 12) ergibt sich die Abschätzung \ Insgesamt besteht der Normalmensch nach dieser Abschätzung aus ca.
\(6,7 \cdot }\) Atomen. b) Geht man davon aus, dass im Mittel jedes Atom den Durchmesser \( } }\) besitzt, so ergibt sich bei einer Aneinanderreihung der Atome des Normalmenschen eine Kettenlänge von \(6,7 \cdot } \cdot 1 \cdot } } = 6,7 \cdot } }\). Da die Entfernung Erde-Sonne etwa \(1,5 \cdot } }\) ist, kann die Strecke zwischen Erde und Sonne mit den Atomen etwa \(\frac ^ } }}} ^ } }}} \approx 4 \cdot \) Mal ausgelegt werden.
Element | Masse in \(\rm \) | relative Atommasse\(A_ }\) |
---|---|---|
Sauerstoff | 45,5 | 16 |
Kohlenstoff | 12,6 | 12 |
Wasserstoff | 7,00 | 1 |
Stickstoff | 2,10 | 14 |
Calcium | 1,05 | 40 |
Phosphor | 0,700 | 31 |
Schwefel | 0,175 | 32 |
Kalium | 0,140 | 39 |
Natrium | 0,105 | 23 |
Chlor | 0,105 | 36 |
Magnesium | 0,035 | 24 |
Eisen | 0,004 | 56 |
Kupfer | 0,0001 | 64 |
Jod | 0,00003 | 127 |
Wann ist etwas ein Atom?
Ein Atom besteht aus Elektronen, die sich in der Hülle befinden, und aus Protonen und Neutronen, die sich im Kern befinden. Ein Elektron muss also kleiner sein als ein Atom. Ein Molekül besteht aus Atomen und ist damit meist größer als ein Atom.
Wie sieht ein Atom aus?
Kann man Atome sehen? Dr. Helmut Föll Dr. rer. nat. Helmut Föll (32) studierte Physik an der Universität Stuttgart. Anschließend war er in den USA an der Cornell-Universität und im IBM-Forschungszentrum tätig. Seit 1980 beschäftigt er sich bei Siemens in München mit Materialfragen im Zusammenhang mit Silizium für Solarzellen.
Der Elektronenmikroskopiker wird oft gefragt: Kann man im Elektronenmikroskop Atome sehen? Die Antwort ist ein klares Jein: Man kann zwar keine einzelnen Atome sehen (schon deshalb nicht, weil es nichts gibt, um sie im Mikroskop festzuhalten), aber man kann manchmal etwas sehen, das auf einzelne Atome zurückgeht: z.B.
dunkle Flecken, die von Uranatomen verursacht werden, welche auf einer sehr dünnen Kohlefolie liegen. Es ist auch schon möglich, schwere Atome in besonderen Molekülen mit der korrekten Geometrie abzubilden: Z.B. Quecksilberatome in einer metallorganischen Verbindung.
- Hat man aber einen Kristall als Präparat, dann sind alle Atome in einem regelmäßigen, dreidimensionalen Gitter angeordnet – und dieses Kristallgitter kann man unter günstigen Umständen direkt abbilden.
- Was braucht man grundsätzlich, um Atome sehen zu können? Zunächst einmal eine Strahlung mit einer genügend kleinen Wellenlänge.
Denn ein optischer Fundamentalsatz besagt, daß man nur dann zwei dicht benachbarte Objekte getrennt abbilden kann, wenn ihr Abstand größer ist als die Wellenlänge der zur Beobachtung herangezogenen Strahlung. Sichtbares Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm ist also eine viel zu grobe Sonde, um in atomaren Dimensionen von der Größenordnung 0,2 nm etwas erreichen zu können.
- Eine Strahlung, die in Frage kommt, sind Elektronenstrahlen.
- Elektronenstrahlen haben ausgeprägte Welleneigenschaften; die Wellenlänge ist um so kleiner, je höher die Geschwindigkeit der Elektronen ist.
- Schnelle Elektronen sind nun einfach herzustellen: das Prinzip ist von jeder Fernsehbildröhre her geläufig.
Weiterhin kann man Elektronenstrahlen mit elektrischen oder magnetischen Feldern ablenken; dies ermöglicht den Bau von elektronenoptischen Linsen. Bei einer Beschleunigungsspannung von 100 kV beträgt die Wellenlänge des Elektronenstrahles 0,0037 nm; dem Bau eines hochauflösenden Elektronenmikroskopes steht somit prinzipiell nichts im Wege.
Wie beschreibt man ein Atom?
Atome einfach erklärt Protonen und Neutronen bilden den Atomkern, während die Elektronen die Atomhülle bilden. Dementsprechend besitzt jedes Atom einen Atomkern und eine Atomhülle. Ein Atom ist der kleinste Bestandteil aller Stoffe und lässt sich mithilfe von chemischen Mitteln nicht weiter zerlegen.
Was ist das einfachste Atom?
Das Wasserstoff- Atom. Mehr (H) ist das kleinste und am einfachsten aufgebaute Atom. Es besteht lediglich aus einem Proton.
Wer ist Erfinder von Atom?
Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik Als Form der Atome vermutete der englische Naturforscher John Dalton eine Kugelgestalt. Aus der Dicke eines Ölfilms auf einer Wasseroberfläche, der nicht beliebig dünn werden kann, ließ sich auf die Größenordnung der Atome schließen: Ihr Durchmesser musste kleiner als 1 Millionstel Millimeter sein.
Für das Verhalten von Gasen bewährte sich das Kugelmodell, aber die Fragen der räumlichen Ordnung in chemischen Verbindungen, etwa in Kristallen, ließen sich damit nicht erklären. Die Atome mussten offensichtlich aus Teilchen bestehen, denn man hatte sehr kleine und leichte geladene Teilchen entdeckt, die Elektronen.
Da die Atome normalerweise aber nach außen elektrisch ungeladen erscheinen, vermutete der englische Physiker John.J. Thomson, dass die Elektronen in einer positiv geladenen Atomkugel stecken. Einer seiner Schüler, der neuseeländische Forscher Ernest Rutherford, konnte aber mit seinen Versuchen nachweisen, dass Atome aus einem schweren positiven Kern und einer sehr leichten und durchlässigen Hülle aus Elektronen bestehen.
- Er verwendete als Messsonde die erst wenige Jahre zuvor entdeckten Alpha-Strahlen, sehr kleine, positiv geladene Teilchen, die Bestandteile der Strahlung radioaktiver Substanzen sind.
- Rutherford beschoss mit den Teilchen dünne Goldfolien, die aber immer noch aus einigen 100 Atomlagen bestanden.
- Erstaunlicherweise flogen die meisten Teilchen durch die Folie, nur wenige wurden aus ihrer Bahn abgelenkt.
Rutherford schloss daraus, dass die Atome einen sehr kleinen positiven Kern besitzen, an dem die wenigen Alpha-Teilchen abgelenkt wurden. Die durchlässige Hülle sollte demnach aus den Elektronen bestehen, die den Kern umkreisen mussten, um durch die Fliehkraft die Anziehungskraft des Kerns auszugleichen.
- Nach diesem Modell mussten allerdings die kreisenden Elektronen Energie in Form von Wellen abstrahlen und so in kürzester Zeit in den Atomkern stürzen.
- Bohrsche Atommodell Ein Schüler Rutherfords, der dänische Physiker Niels Bohr, entwickelte 1913 die Theorie, dass die Elektronen sich nur auf bestimmten Bahnen aufhalten können, und dabei selbst eine stehende Welle bilden, die keine Energie abstrahlt.
Der Wechsel zu einer inneren Bahn konnte dabei nur unter Energieverlust, z.B. durch Abstrahlung von Licht, der Wechsel auf eine äußere Bahn durch Energieaufnahme stattfinden, z.B. in Form von Wärme. Der Münchener Physiker Arnold Sommerfeld verbesserte das Bohrsche Atommodell weiter durch die Annahme elliptischer Elektronenbahnen.
So konnte das unterschiedliche chemische Verhalten der Elemente aus der Hüllenstruktur der Atome erklärt werden. In den folgenden Jahrzehnten untersuchten die Atomphysiker die Struktur des Kerns und entdeckten, dass er aus positiven Teilchen mit der gleichen Ladungsmenge wie die der Elektronen, aber einer rund 2.000mal so großen Masse besteht, den Protonen.
Fast alle Elemente enthalten ferner im Atomkern ungeladene Teilchen mit nahezu der Masse eines Protons, die Neutronen. Mit diesen Kenntnissen konnte die Radioaktivität von Isotopen erklärt werden, aber auch die Kernumwandlung und die Kernspaltung. Resultate dieser Forschung waren die Atombombe und Atomkraftwerke.
Wie lange kann ein Atom leben?
Wie viele und welche Leben haben die Atome eines menschlichen Körpers schon durchlaufen? (Stefanie, London) Robinson von der Insel sagt: “Da wir uns von Pflanzen und Tieren ernähren und unseren Körper aus Ihnen aufbauen hat jedes Atom deines Körpers schonmal irgendwie in einer Kuh oder Blume gesteckt.”
- Robinson, Insel
- Da wir uns von Pflanzen und Tieren ernähren und unseren Körper aus Ihnen aufbauen hat jedes Atom deines Körpers schonmal irgendwie in einer Kuh oder Blume gesteckt.
- Mascara, Frankfurt
- Die Keimzellen des menschlichen Körpers haben theoretisch schon alle Generationen der Menschheit durchlaufen.
- dr.inge schmidt 50674 köln
- gar keine
- MAMA
- unbegrenzt viele
Univ. Prof. Taft, Wien 1000. Die Grundvariable der Atome ist nämlich 1000, der limes der Verbrauchskurve der Abnützung eines Atomes nähert sich diesem Wert stetig. Somit kann ein Atom nur 1000 Lebeb durchlaufen haben (Man muss dabei die durchschnittliche Lebensdauer ausrechnen, ein langwieriges Verfahren).
- Welche Leben hängt rein vom Zufall ab.
- Laus Retzenscheck, Duisburg Im Schnitt sind es 50.
- Aber da ein Atom ja nicht stirbt, doch eigentlich nur 1.
- Es kommt auf die dahinterstehende philosophische Schule an.
- RWolff, Karlsruhe Diese Frage haben schon die Theosophen am Anfang des 20.Jhrd.
- Diskutiert.
- Da fällt auf, dass – sentimental – den Atomen “Leben” zugesprochen wird.
Dabei werden im menschlichen Körper ca. alle 7 Jahre alle Substanz ausgetauscht. Ansonsten steckt hinter der Frage der Wunsch, die Frage nach dem Ursprung der eigenen Existenz abzuwälzen auf die “Reinkarnation der Atome”. Spätestens zier wird “Mythos” geboren.
- Es ist die Frage ob die toten Atome überhaupt in mir Leben.
- Sind sie nicht mehr eine Projektion, ein Begriff? Haben sie – besonders in ihren Teilen – eine objektive Existenz? Zusammenfassung: die Fragestellung ist ideologisch und nur unter – Materialismus- – Sektengesichtspunkten zu beantworten! Atombaer, Berlin Genau weiss dich das nicht, aber wenn ich so an mir runterschaue, müssen einige meiner Atome mal in einem Saurier gesteckt haben.
hehehe Andreas, Frickenhausen Wenn man bedenkt, dass alle Atome letzendlich in der Sonne entstanden sind, Dann kann man annehmen, dass jedes Atom in einem Lebewesen schon auf der Erde war, als das erste Leben entstand. Statistisch gesehen dürfte damit jedes Atom schon mal in jeder Art von Lebewesen enthalten gewesen sein.
- Günter Fehrmann
- In Anbetracht der “ewigen”Zeiträume und der Tatsache, dass sich Leben fast immer nur vom Lebenden ernährt, müssen es wenigstens millionen Leben sein, welche von den aktuell anwesenden Atomen durchlaufen wurden.
- Heiko Spang, Achstetten-Bronnen
Wie viele und welche Leben haben die Atome eines menschlichen Körpers schon durchlaufen? Atome gibt es auf der Erde in endlicher Zahl. Nimmt man an das auf der Erde ca 250 000 Generationen gelebt haben sind Atome von allen vorherigen Generationen in allen von den über 6 Milliarden Menschen, die heute auf der Erde leben, verteilt.
- Chakes Bier
- Gute Frage, die verdient erweitert zu werden: Wieviele Planeten, Sterne, Sternensysteme und Galaxien haben die Atome eines Menschen schon durchlaufen?
- Bernhard Frilling, Bottrop
Die Atome, aus denen ein Mensch besteht, haben schon unzählige andere Leben hinter sich, und haben auch noch weitere unzählige Leben vor sich. Ursprünglich stammen diese Atome aus der Explosion anderer Sterne, die vor unserem Sonnensystem bestanden. Die Atome können natürlich früher Teil anderer Lebewesen ( Pflanze, Tier, Mensch, Saurier )oder der unbelebten Natur gewesen sein.
- Siehe: Die Bücher von Professor Hoimar von Ditfurth: Am Anfang war der Wasserstoff, Der Geist viel nicht vom Himmel, Kinder des Weltalls, Wir sind nicht von dieser Welt.
- Und andere.
- Rumpel Stilz Eine nicht zu beantwortende Fragen, da unsere Atome schon alles gewesen sein können – Teile vom T.Rex, von Kleopatra, Dschingis Khan, einer Blume, Sternenstaub etc.etc.
Aber interessant ist die Frage allemal – kann sich doch ein Bewusstsein dafür wecken, was unser Körper überhaupt ist!!!
- Guenter Kolkhorst, Oldenburg
- Wenige Atome haben der Wahrscheinlichkeitsrechnung zufolge ausgeduennt alle Leben, natuerlich nur in einem Strang durchlaufen, wenn man davon ausgeht dass der Homo Sapiens aus einem Paerchen entstanden ist. Gruesse, Guenter
- Andreas, München
Menschliche Leben vermutl. wenige, da über Begräbnisstätten kaum Nahrungsmittel angebaut werden. Wenn man Flora und Fauna mit einbezieht (Gras, Insekten, etc.) dürften es wohl ettliche Million sein. Ausserirdische (Kometeneinschläge) eingeschlossen. Christoph Wilhelm, Aachen Gar keine. Das “Atom” ist ein Modell. Es existiert nicht.
- Michael aus Gomaringen
- Da wir auf diesem Planeten aus vorhandenen Atomen uns Bausteinen entstehen und gedeihen, gehe ich davon aus, dass die Atome seit Anbeginn der Schöpfung – zumindest der Irdischen – bereits immer vorhanden waren und durch das Leben und Sterben von Zellen andere Zustände einnehmen, als Solche aber bestehen bleiben.
- Lu Mala
- 436.896
- dieter compart bergheim
- atome können gespalten werden und so durchlaufen sie immer wieder die zeit-ewiglich-
- vali
also atome gab es seit dem Urknall. Sind sie erst mal da wird man sie nicht mehr los, weil sie unsterblich sind (auch radioaktive Stoffe werden niemals irgendwann “weg” sein). Und der Urknall war ja wohl schon lange her. ansonsten, fangen wir bei der Nahrungskette an.
- Zagreus, Dittberg
- Nur eins, denn ich glaube das alles was wir an ´´Fremd-Atomen´´ zu uns nehmen auseinander genommen wird und die Teile die wir gebrauchen können zu körpereigenen Atomen umodeliert werden.
- Philip Ehnert, Köln
Aufgrund der Unzerstörbarkeit von Atomen, kann es sein, wenn auch bei jedem Menschen anders, dass die Atome aus denen der Körper besteht sie sich schon einmal in dem Körper eines anderen befanden. Beispielsweise wird ein Atom, dass z.B. von Nahrungsmitteln aufgenommen wurde und so im Körper weiter verwendet wird nach dem Tod des Menschen in der Erde wiederzufinden sein, woraus möglicherweise z.B.
ein Apfelbaum ensteht. Andere Menschen können es dann erneut aufnehmen und so ensteht ein Kreislauf der nie ein Ende findet. Also ist es möglich das die Atome ihres Körpers bereits hunderte “Leben” durchlebt haben. Pheonix, Letzlich kann man die Frage weder durch hochrechnen noch durch schätzend beantworten, sicher dürfte aber sein, dass unser Ursprung (Atome) von unserer Sonne bzw.
ihrer eingefangenen Materie kommt. Anzunehmen auch das unsere Atome im letzten Leben etwas zu Essen waren, wie Gräser, Tiere, Mineralien oder Wasser. Da unsere Mütter diese benutzten um damit ihre Eizelle zu bilden und unsere Väter ihr Spermer. Allerdings müsste man wissen aus welchen Atomen diese Hauptsächlich bestehen, außer Zucker, Kohlenstoff etc als Grundlage der DNS.
- Achim, Mannheim
- Jedes Atom nur ein Leben
- Fred, Leipzig
Jedes Atom hat eine individuelle Geschichte bevor es auch mal Bestandteil eines Menschen sein darf. Seit Uhrzeiten immer die Nahrungskette hoch und runter, mit Pausen in nichtlebender Natur wie Mineralien, Wasser, Luft etc. Mal im Einzeller, mal im Wirbeltier, auch als Pflanze.
Heinisch, Biessenhofen Atome sind die kleinsten Bauteile unseres Universums, sind unsterblich, zwar können bestimmte Atome zerfallen aber diese enden alle als Blei, Atome gibt es seit der Entstehung des Universums (Urkanll) oder auch schon davor, zumindestens in unserer Dimension.Es gab Sie schon lange vor der Entstehung des Lebens auch des Menschlichen Lebens.
Stefan Lengfeld, Koblenz Das dürfte sehr unterschiedlich sein: Nehmen wir mal an, ich sei ein kleines, aber recht lustiges Kohlenstoffatom (C), das man ja für irdisches Leben so benötigt. Wenn ich nun das Pech (oder das Glück) hatte, bei einem Volkanausbruch (vielleicht sogar vor Entstehung des Lebens) mit ein paar anderen lustigen C’s zusammengepresst zu werden, dann brauche ich wohl eine Weile, um mich aus der Umklammerung, die ein so entstandener Diamand darstellt, zu befreien.
Wenn ich dann auch noch irgendwo ganz tief in der Erde liege, dann kann das schon ein Weilchen länger dauern. Und selbst, wenn ich mich befreit hätte, ist es ja noch nicht gesagt, dass ich nicht als CO2 ende, sondern als Teil eines menschlichen Körpers. So kann es sein, dass ich das erste Mal an einem Lebewesen beteiligt bin und mein Nachbar schon Regenwurm, Kakalake, Elefant, Hai und was weiß ich noch was (woraus bestehen eigentlich die Götter??) gewesen ist: Ein sogenanntes Life-Recycling-Atom.
Kurz: Schwer zu sagen! Michael Hanke Markoldendorf Wenn man/frau mal voraussetzt daß höhere Elemente nur in Sonnen “erbrütet” werden können ist die Frage in wie vielen Sonnen wir bereits “waren” vielleicht interessanter. Zu den Leben: bei dem einen waren es weniger, bei der anderen vielleicht mehr, vielleicht merkts man/frau.
Michael Sterzer, Altdorf Betrachten wir den menschlichen Körper mit seiner Billionen von Atomen, fein säuberlich zu Molekülen aufgereiht, gehen die meisten Menschen – bestrebt ihre Individualität zu erhalten – mit sicherheit davon aus, das diese Atome mit ihrer Geburt aus dem nichts entstanden sind, das niemand anderes Teil an ‘ihren persönlichen’ Atomen hatte.
Kommt man aber nun auf die Idee, den Ursprung der Atome, der Materie die unseren Körper ausmacht zu ergründen, empfiehlt es sich die Geburt eines Menschen zu betrachten. Hier in Mutters Leib reift der kleine Mensch heran, doch woher kommen die Atome seines Körpers ? Mit ein wenig Medizinischer Kenntnis (in jedem Biologie-Buch nachzulesen) dürfte man schnell zu dem Schluss kommen, dass viele der Stoffe die die werdende Mutter zu sich nimmt – egal ob über Atemluft, Nahrung, Infusionen, sonstwas – bildlich gesprochen in Legosteine zerlegt werden, aus denen dann der Fötus aufgebaut wird.
- Und schlussendlich kommt man meistens bei Tieren, Pflanzen oder Mineralien an, von denen diese Stoffe stammen.
- Doch Tiere und Pflanzen haben ihre Atome auch auf ähnliche Weise irgendwoher bezogen, und die Spur wird sich wohl schnell im unüberschaubaren verlieren.
- Jedenfalls erklärt es viele Phänomene z.B.
im Straßenverkehr, wenn ein paar Menschen scheinbar noch einige Atome von einem Neanderthaler-Hirn behalten haben und statt keulenschwingenderweise eben mit besonders breiten und großen Wägen versuchen ihre Konkurrenten aus ihrem Revier – der Straße – zu drängen.
- Christin Linke, Dresden Millionen von Leben und doch erst eins.
- Wir sind alle aus Sternenstaub gemacht! Und selbst nachdem wir auf die Erde kamen, haben wir hier noch etliche Leben geführt: in Meeren und Wüsten, am Nordpol und am Äquator; in Bächen und Flüssen und in der Erde, im Gestein; in Pflanzen und Tieren.
Und trotzdem: Ein Atom stirbt nicht! Auf diese Art und Weise erlangt auch ein so unvollkommenes Geschöpf wie der Mensch Vollkommenheit, da er alles war und sein wird, sowie ewiges Leben (Die Zeit hört ja auf, wenn es keine Materie mehr gibt). Andreas Voigt, Niederkassel Alles Physik und Chemie.
- Die Antwort aber kann wirklich keiner geben.
- Das nähere Umfeld lässt sich ja noch nachvollziehen.
- Menschen essen Kühe, Schweine, Pflanzen.
- Davon geht vieles durch den Menschen, anderes bleibt zeitweilig “hängen”, weiteres bleibt bis Bakterien, Würmer und Pilze uns am Ende in Moleküle oder Atome auflösen.
Vielleicht werden wir später mal zu Regenwürmen, Mäusen, Katzen oder zu Autolack, Telefonen, Planetensonden oder Atombomben. Manfred Meier, Bremen Auf jeden Fall haben alle schwereren Atome schon das Leben (oder besser gesagt das Sterben) eines Sterns durchlaufen, wiel sie in einer Supernova-Explosion entstanden sind.
Ist die Erde ein Atom?
Nein. Dieser Gedanke kommt vom Bohrschen Planetenmodell des Atoms und das ist bekanntlich falsch.
Ist das Universum ein Atom?
Was gegen die Theorie spricht – Das sind alles nur Ähnlichkeiten, und nichts davon indiziert, dass unser Universum ein Atom ist. Und tatsächlich sprechen auch einige gute Gründe dagegen. Erst einmal die Größe und Komplexität des Universums. Wir wissen ja, dass das Universum aus Atomen besteht, und zwar aus sehr vielen.
Schätzungsweise gibt es 10 hoch 80 Atome im Kosmos, ausgeschrieben wäre das eine eins mit 80 Nullen Wie kann unser Universum aus dieser unfassbaren Anzahl von Atomen bestehen, wenn es selbst ein Atom wäre? Und würde das nicht auch bedeuten, dass jedes Atom in unserem Universum wiederum ein eigenes Universum wäre? Das müsste dann bedeuten, dass jedes Atom wiederum eine riesige Zahl von Atomen beinhaltet.
Und das müsste sich auch im Gewicht niederschlagen. Atome sind wirklich leicht, man misst das in der Atomaren Masseneinheit, Einheitszeichen u oder Da, die einem Zwölftel des Gewichts eines Kohlenstoff-12-Isotops entspricht. Das genaue Gewicht unterscheidet sich je nach Atomzeit, das Gewicht eines Wasserstoffatoms beträgt etwa 1,008 u und das Gewicht eines Sauerstoffatoms beträgt etwa 16 u. Quantenphysik versus Relativitätstheorie Und noch ein weiteres Gegenargument: Die Gesetzmäßigkeiten, nach denen Atome und das Universum funktionieren, sind unterschiedlich. Atome werden durch die Quantenmechanik beschrieben, der Teil der Physik, der sich den allerkleinsten Dingen widmet, während das Universum vor allem durch die Einstein’sche Allgemeine Relativitätstheorie beschrieben werden kann.
- Und die Quantenphysik und die Allgemeine Relativitätstheorie stehen in vielen Belangen auf Kriegsfuß, dass also Makro- und Mikrokosmos in Wahrheit eins sein könnten, erscheint unwahrscheinlich.
- Aber wer weiß, vielleicht führt uns die Überlegung, ob das Universum ein Atom ist, ja auf die richtige Fährte? Vielleicht enthält jedes Atom eine Art Mini-Schwarzes-Loch als quantenphysikalischer Eingang zu einem neuen Universum? Und wegen dieser quantenmechanischen Barriere können wir auch nicht das wahre Gewicht der Atome messen? Interessantes Gedankenspiel, aber leider derzeit noch ohne jegliche Evidenz.
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Wie viele Atome hat die Sonne?
Alle Stoffe sind aus kleinsten stofftypischen Teilchen, den Atomen, aufgebaut, die so klein sind, dass man sie mit bloßem Auge, aber auch mit einem normalen Lichtmikroskop nicht sehen kann. In jeder Körperzelle und in jedem Wassertropfen gibt es eine unvorstellbar große Zahl von Atomen.1 Wassertröpfchen enthält ca.10 21 = 1 000 000 000 000 000 000 000 Atome.
Was ist noch kleiner als ein Atom?
Atome, Kerne, Teilchen: Kleiner, immer kleiner Nein. Atome bestehen aus einem Kern, der von einer Hülle aus Elektronen umgeben ist. Der Kern wiederum ist aus zwei Bausteinen aufgebaut: den Protonen (positiv geladenen Teilchen) und den Neutronen (neutral).
Atome sind schon winzig, der Atomkern ist zehntausendmal kleiner und Protonen und Neutronen sind noch eine Stufe kleiner. Trotzdem bestehen auch sie aus weiteren Teilchen, und zwar aus solchen, deren Größe man gar nicht angeben kann: den Quarks. Von denen gibt es sechs verschiedene Sorten, und zwei davon, das »Up-Quark« (u) und das »Down-Quark« (d), bilden in unterschiedlichen Kombinationen das Proton (uud) und das Neutron (udd).
Das Besondere an Quarks: Als freie Teilchen existieren sie nicht, sondern nur als »eingeschlossene«. Sie sind überhaupt seltsam, denn die elektrische Ladung eines Quarks ist nicht ganz, sondern »gebrochen«: Sie beträgt immer entweder genau 1/3 oder genau 2/3 der Elementarladung (der Ladung des Elektrons).
Die Quarks bilden die eine Gruppe der »eigentlichen« Elementarteilchen (man spricht auch von Fundamentalteilchen). Das Elektron ist der wichtigste Vertreter einer zweiten Gruppe von Elementarteilchen, der Leptonen. Ja, das sind die Elektronen, denn sie bringen fast allein alle Erscheinungsformen der uns bekannten Materie hervor.
Sie halten die Atome eines Körpers auf Abstand, neutralisieren die positive Ladung der Atomkerne, so dass sich Atome überhaupt zu Festkörpern zusammenfinden können, und sie bestimmen die unterschiedlichen Eigenschaften der chemischen Elemente sowie die Natur und Stärke der Bindungen, welche die Elemente untereinander eingehen.
Dabei sind die Elektronen so winzig, dass noch nicht einmal ihr Durchmesser bekannt ist. Ja, aber nicht in unmittelbarer Zukunft. Zwar können wir durch die Fusion (Verschmelzung) leichter Atomkerne Energie gewinnen – ganz so, wie die Sonne, die uns dies Tag für Tag vormacht: Sie setzt unvorstellbare Mengen an Energie durch die Fusion von Wasserstoffkernen frei.
Der winzige Bruchteil, den sie davon jährlich auf die Erde strahlt, ist 7000-mal größer als der Jahresenergieverbrauch der Weltbevölkerung! Leider gibt es aber auch nach 50 Jahren Fusionsforschung immer noch viele ungelöste technische Probleme. So muss der Fusionsbrennstoff auf über zehn Millionen Grad aufgeheizt werden, weil erst dann Kernverschmelzungen möglich sind.
Er darf dabei die Wände der Brennkammer nicht berühren. Dieser extreme, Plasma genannte Materiezustand konnte zwar in Testreaktoren wie dem »Joint European Torus« (JET, Culham) erreicht werden, allerdings immer nur für kurze Zeit. Die Frage nach einer möglichen radioaktiven Belastung der Umwelt stellt sich bei Fusionsreaktoren zwar auch, ist aber wegen der kurzen Halbwertszeiten der radioaktiven Materialien (z.B.2,73 Jahre für Eisen-55) nicht so brisant wie bei Kernkraftwerken.
Radioaktiv werden v.a. die aus Metall bestehenden Wände. Enthält ein Atomkern zu viele Protonen, ist er wegen deren gegenseitiger elektrischer Abstoßung instabil. Solche Kerne wandeln sich in stabile um, indem sie kleine Teilchen (»♋-«oder »♌-Teilchen«) und hochenergetische Strahlung (»♑-Quanten«) aussenden.
- Einige schwere Kerne, zum Beispiel Uran-235 oder Plutonium-239, spalten sich in zwei mittelgroße Kerne auf.
- Hierzu müssen sie zwar zunächst ein freies Neutron »einfangen«, doch bei dieser so genannten Kernspaltung werden neben großen Mengen von Energie auch Neutronen freigesetzt – so dass im Prinzip ein einziges Neutron genügt, um in einer unkontrollierten Kettenreaktion große Mengen von Uran zu spalten.
Dieser Fall wäre eine Atombombe. In einem Kernkraftwerk verhindern Neutronen-absorbierende Regelstäbe, dass pro Spaltung mehr als ein Neutron eine neue Reaktion auslösen kann. der Atomdurchmesser nur ein Hunderttausendstel einer biologischen Zelle beträgt? man die Masse von Elementarteilchen mithilfe einer Energieeinheit angibt? Dies ist möglich, da wegen der Einstein-Beziehung E = mc ² die Masse m und die Energie E gleichwertig sind.
- Die Elektronenhülle eines Atoms sehr kompliziert aufgebaut ist? Sie besteht ähnlich einer Zwiebel aus mehreren übereinanderliegenden Schalen, die jeweils komplizierte Formen (»Orbitale«) zeigen.
- Die Physiker in den 1960er-Jahren Dutzende »Elementarteilchen« nachgewiesen hatten? Erst dem US-Amerikaner Murray Gell-Mann gelang es mit seiner Theorie der Quarks, Ordnung in diesen »Teilchenzoo« zu bringen.
Dafür erhielt er 1969 den Nobelpreis. der größte Teilchenbeschleuniger LHC in einem Ringtunnel mit einem Umfang von 27 km installiert wird? Der 2007 fertiggestellte Beschleuniger am europäischen Kernforschungszentrum CERN bei Genf hat einen Energieverbrauch wie eine Kleinstadt.
Wie viele Atom gibt es?
Wie viele Atome gibt es im Universum? Wir sprechen in der Astronomie beziehungsweise in der Astrophysik von +/- 2, das bezieht sich auf den Exponenten. Die Zahl der Atome im Universum beläuft sich etwa auf eine Zahl im Bereich zwischen 10 hoch 84 und 10 hoch 89.
Was ist das kleinste Atom der Welt?
Bereits in der Antike beschäftigten sich die Philosophen mit der Frage, woraus die Materie besteht. Kann man ein Stück Metall beliebig in kleinere Teile zerlegen? Gibt es kleinste, nicht mehr teilbare Objekte? Im alten Griechenland wurde spekuliert, daß die Materie aus kleinsten, unteilbaren Elementen besteht, die man als „Atome” bezeichnete.
Im 17. Jahrhundert wurde die Atomlehre mit naturwissenschaftlichen Ideen verknüpft. Die Naturforscher gelangten zu der Einsicht, daß chemische Elemente wie Wasserstoff oder Eisen aus gleichartigen Atomen bestehen. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde von Physikern und Chemikern die Größe der Atome bestimmt – die Ausdehnung eines Wasserstoffatoms ist etwa 10 -8 cm.
Heute wissen wir, daß die Atome aus kleineren Objekten bestehen – aus negativ geladenen Elektronen, die einen Atomkern umkreisen. Der Atomkern ist kleiner als das Atom – sein Radius ist nur 10 -12 cm. Die Atome sind elektrisch neutral. Die elektrische Ladung des Atomkerns ist positiv und genau so groß wie die Summe der Ladungen der Elektronen in der Atomhülle.
- Das kleinste Atom, das Wasserstoffatom, besitzt nur ein Elektron.
- Im Uranatom gibt es 92 Elektronen.
- Die Elektronen besitzen eine sehr kleine Masse von nur etwa 10 -30 kg und eine negative elektrische Ladung.
- Bis heute konnte man keine innere Struktur der Elektronen nachweisen – anscheinend sind sie punktförmige Teilchen.
Die Atomkerne bestehen aus kleineren Kernteilchen, aus den elektrisch positiv geladenen Protonen und den elektrisch neutralen Neutronen. Die elektrische Ladung eines Protons ist, abgesehen vom anderen Vorzeichen, genau so groß wie die Ladung des Elektrons.
- Im Inneren eines neutralen Atoms sind also genau so viele Elektronen und Protonen.
- Im Gegensatz zu den Elektronen besitzen die Protonen und Neutronen im Atomkern eine innere Struktur – ihr Radius ist etwa 10 -13 cm.
- Die Massen der Protonen und Neutronen sind etwa gleich und ca.1800 mal größer als die Masse des Elektrons.
Die Elektronen umkreisen den Atomkern, da sie durch die positive Ladung des Kerns angezogen werden. Zwischen den Protonen und Neutronen wirkt eine sehr starke Kraft. Diese Kernkraft wird durch den Austausch von speziellen Kraftteilchen erzeugt, den Pi-Mesonen.
- Die Masse dieser Teilchen ist etwa 270 mal größer als die Masse eines Elektrons.
- Die Kraft zwischen den Kernteilchen wird als starke Wechselwirkung bezeichnet.
- Elementarteilchen Vor etwa 60 Jahren entdeckten die Physiker in der kosmischen Höhenstrahlung und bei Experimenten mit Beschleunigern viele neue Elementarteilchen, die jedoch im Gegensatz zu den Elektronen und Protonen nicht stabil waren, sondern kurz nach ihrer Erzeugung wieder zerfielen.
Es stellte sich zudem heraus, daß es zu jedem Teilchen ein Antiteilchen gibt. Das elektrisch positiv geladene Positron ist das Antiteilchen des Elektrons. Bald waren die Physiker mit einem großen Teilchenzoo konfrontiert. Man fand auch instabile geladene Teilchen, die ähnlich den Elektronen waren, die Myonen und Tauonen, und elektrisch neutrale Teilchen, die Neutrinos.
- Diese Teilchen werden als Leptonen bezeichnet.
- Die Leptonen ignorieren die starke Wechselwirkung.
- Bei Kollisionen von Protonen mit Atomkernen entdeckten die Physiker mehr als hundert neue instabile Teilchen, die wie die Protonen eine starke Wechselwirkung zeigten.
- In den Jahren zwischen 1960 und 1980 gelang es schließlich, Ordnung in das Chaos der subnuklearen Welt zu bringen.
Heute wissen wir, daß alle Teilchen, die an der starken Wechselwirkung teilnehmen, aus noch kleineren Objekten aufgebaut sind, die man als „Quarks” bezeichnet. In unserem Universum gibt es sechs verschiedene Quarks: „up” (u), „down” (d), „charm”- (c), „strange” (s), „top” (t) und „bottom” (b).
Nur die u-Quarks und die d-Quarks sind stabil – sie sind die Bausteine der Protonen und Neutronen. Alle anderen Quarks zerfallen kurz nach ihrer Erzeugung. Das Proton besteht aus zwei u-Quarks und einem d-Quark: (uud), das Neutron aus einem u-Quark und zwei d-Quarks: (udd). Im Inneren der Kernteilchen gibt es also jeweils drei Quarks.
Die anderen Quarks, etwa das s-Quark, sind Bausteine neuer, instabiler Teilchen. Beispielsweise gibt es ein Teilchen mit der Substruktur (uds), das Lambda-Teilchen, das sofort nach seiner Erzeugung meist in ein Kernteilchen und ein Pion zerfällt. Die Pionen bestehen aus einem Quark und einem Antiquark.
Die Quarks wurden bereits 1964 von dem amerikanischen Physiker Murray Gell-Mann eingeführt. Gell-Mann konnte auch die elektrischen Ladungen der Quarks bestimmen. Sie sind drittelzahlig – das u-Quark hat die Ladung 2/3, das d-Quark die Ladung -1/3. Mit Hilfe von Beschleunigern, die in der Lage waren, Elektronen auf sehr hohe Energien zu beschleunigen, war es ab 1968 möglich, die Quarks im Inneren der Atomkerne zu beobachten.
Es stellte sich heraus, daß die Quarks wirkliche Teilchen sind, nicht nur mathematische Strukturen, wie von Gell-Mann angenommen. Es ist jedoch nicht möglich, eines der Quarks aus dem Atomkern zu entfernen – zwischen den Quarks wirken sehr starke Kräfte, so daß die Quarks nicht als freie Teilchen existieren können.
Wie die Elektronen besitzen die Quarks auch eine Masse. Die Massen der u- Quarks und der d-Quarks sind sehr klein, nur etwa zehnmal größer als die Elektronenmasse, aber die Masse des t-Quarks ist sehr groß, vergleichbar mit der Masse eines Goldatoms. Heute kennen wir die Wechselwirkungen zwischen den Quarks.
Sie sind sehr ähnlich den elektromagnetischen Wechselwirkungen zwischen elektrisch geladenen Teilchen. Letztere sind die Folge des Austauschs von Photonen, den masselosen Teilchen des Lichts. Die Kräfte zwischen den Quarks werden durch den Austausch von acht masselosen Kraftteilchen erzeugt, die man als Gluonen bezeichnet, abgeleitet von dem englischen Wort „glue”.
Die elektrische Ladung wird in dieser Theorie durch die Farbladungen ersetzt. Die Quarks besitzen neben ihrer elektrischen Ladung eine Farbladung, die man als „rot”, „grün” und „blau” bezeichnet. Aus diesem Grunde nennt man die Theorie „Quantenchromodynamik”. In dieser Theorie sind die freien Teilchen nur diejenigen Teilchen, bei denen sich die Farbe neutralisiert.
Das Proton besteht aus drei Quarks, wobei jedes Quark eine andere Farbe hat, etwa ein rotes u-Quark, ein grünes u-Quark und ein blaues d-Quark. Wenn man rotes, grünes und blaues Licht optisch mischt, erhält man weißes Licht – die Farben werden neutralisiert.
Das Proton ist also ein „weißes” Teilchen. Ein Quark, etwa ein rotes u-Quark, kann nicht als freies Teilchen existieren. Entstehung der Masse In der Quantenchromodynamik versteht man auch, warum die Protonen eine Masse besitzen. Sie ist gegeben durch die Feldenergie der Gluonen und der Quarks im Inneren eines ruhenden Protons.
Die Masse ergibt sich als Folge der Einsteinschen Äquivalenz von Masse und Energie, beschrieben durch die Formel E = mc 2, Heute ist man sicher, daß die Quantenchromodynamik die starken Wechselwirkungen, eingeschlossen die Kräfte innerhalb der Atomkerne, richtig beschreibt.
Neben den elektromagnetischen und starken Wechselwirkungen gibt es die schwachen Wechselwirkungen, die zum Beispiel die Zerfälle von Teilchen beschreiben, etwa den Beta-Zerfall eines freien Neutrons in ein Proton, wobei ein Elektron und ein Neutrino emittiert werden. Auch diese Wechselwirkungen kommen durch den Austausch spezieller Kraftteilchen zustande, die man als schwache Bosonen bezeichnet.
Es gibt drei schwache Bosonen, zwei davon sind elektrisch geladen, das dritte ist neutral: W +, W – und Z, Im Gegensatz zu den Photonen und Gluonen besitzen die schwachen Bosonen eine große Masse – sie ist etwa 90mal größer als die Masse eines Protons.
Heute wissen wir, daß die schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkungen nicht isoliert sind, sondern durch eine vereinigte elektroschwache Theorie beschrieben werden. Die Wechselwirkung eines geladenen W-Bosons mit einem Quark oder einem Elektron verändert die elektrische Ladung. Aus einem Elektron wird beispielsweise ein Neutrino, aus einem d-Quark wird ein u-Quark.
Deshalb werden die Quarks und Leptonen paarweise zusammengefaßt: (u,d), (c,s), (t,b) – ( Elektron, Neutrino ), ( Myon, Neutrino ), ( Tauon, Neutrino ). Man kann die Leptonen und Quarks in Familien zusammenfassen. Es gibt eine erste Familie, bestehend aus dem Elektron, seinem Neutrino, dem u-Quark und dem d-Quark, analog dazu eine zweite und eine dritte Familie.
Die Theorien der elektroschwachen und der starken Wechselwirkungen sind seit Mitte der 70iger Jahre bekannt. Man nennt die Summe dieser beiden Theorien das „Standardmodell der Elementarteilchen”. Jedoch gibt es im Standardmodell viele ungelöste Probleme. Wir verstehen zum Beispiel nicht, warum die Zahl drei eine fundamentale Rolle spielt.
Es gibt die drei Farben der Quarks, die drei Familien von Leptonen und Quarks und die drei Dimensionen unseres Raumes. Auch die Massen der Leptonen und Quarks kann man im Standardmodell nicht berechnen. Viele Physiker nehmen deshalb an, daß das Standardmodell nur eine erste Näherung einer umfassenderen Theorie ist.
- Dann müßten die Physiker in den Experimenten bald Anzeichen für neue Phänomene finden, die man nicht im Rahmen des Standardmodells beschreiben kann.
- Die Teilchenphysik steht zu Beginn des neuen Jahrtausends an der Schwelle neuer Entdeckdungen.
- Immer tiefer sind die Physiker im 20.
- Jahrhundert in das Innere der Materie vorgedrungen.
Neue Welten wurden erschlossen, neue Horizonte wurden sichtbar. Die Teilchenphysik bleibt ein großes Abenteuer. Sie hat viele Geheimnisse, deren Aufklärung schließlich zur Erkennung der Wahrheit führt. Bertolt Brecht schrieb 1921 in sein Tagebuch: „Wo es kein Geheimnis gibt, gibt es keine Wahrheit.” Prof.
- Dr. Harald Fritzsch ist Emeritus der Ludwig-Maximilians-Universität München,
- Er ist Ordentliches Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und arbeitet oft am CERN in Genf und am DESY in Hamburg.
- Zusammen mit Murray Gell-Mann schlug Fritzsch 1972 die Quantenchromodynamik vor.
- Zuletzt erschien sein Buch „ Mikrokosmos.
Die Welt der kleinsten Teilchen “. Professor Dr. Harald Fritzsch ist em. Professor der Ludwig-Maximilians-Universität München. Er ist Ordentliches Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften und arbeitet oft am CERN in Genf und am DESY in Hamburg. Zusammen mit Murray Gell-Mann schlug Fritzsch 1972 die Quantenchromodynamik vor.
Wie viel Materie hat ein Atom?
Der Aufbau des Atoms – Ein Atom ist die kleinste Einheit der Materie, die alle chemischen Eigenschaften des Elements behält. Eine Goldmünze ist zum Beispiel einfach nur eine sehr große Anzahl an Goldatomen geformt zu einer Münze zusammen mit kleinen Mengen anderer, kontaminierender Elemente.
- Goldatome können nicht in irgendetwas Kleineres aufgespalten werden, ohne die Eigenschaften von Gold zu verlieren.
- Ein Goldatom verdankt seine Eigenschaften den winzigen Elementarteilchen, aus denen es besteht.
- Ein Atom besteht aus zwei Bereichen.
- Der erste ist der winzige Atomkern, der sich im Zentrum des Atoms befindet und positiv geladene Teilchen, die Protonen, und neutrale, ungeladene Teilchen, die Neutronen, enthält.
Der zweite, viel größere Bereich des Atoms ist die Elektronenwolke, negativ geladene Teilchen, die den Atomkern umkreisen. Die Anziehung zwischen den positiv geladenen Protonen und den negativ geladenen Elektronen hält das Atom zusammen. Die meisten Atome enthalten alle drei Arten von Elementarteilchen —Protonen, Elektronen und Neutronen.
Wasserstoff (H) ist eine Ausnahme, weil er in der Regel nur ein Proton und ein Elektron besitzt, aber keine Neutronen. Die Anzahl an Protonen im Atomkern bestimmt, um welches Element es sich bei einem Atom handelt, während die Anzahl an Elektronen, die den Atomkern umkreisen, bestimmt, welchen Arten von Reaktionen das Atom unterzogen wird.
Die drei Arten von Elementarteilchen sind in der folgenden Zeichnung für ein Heliumatom dargestellt—welches definitionsgemäß zwei Protonen enthält. Protonen und Neutronen besitzen nicht die gleiche Ladung, aber ungefähr die gleiche Masse, etwa 1, comma, 67, ×, 10, start superscript, minus, 24, end superscript Gramm.
- Da Gramm keine sehr geeignete Einheit für das Messen solch kleiner Massen ist, haben Wissenschaftler eine alternative Maßeinheit definiert, Dalton oder atomare Masseeinheit (u für unified atomic mass unit).
- Ein einzelnes Neutron oder Proton besitzt ein Gewicht von fast genau 1 u.
- Elektronen besitzen eine viel kleinere Masse als Protonen, nur etwa 1/1800 einer atomaren Masseeinheit, daher tragen sie nicht viel zur gesamten Atommasse eines Elements bei.
Andererseits beeinflussen Elektronen stark die Ladung eines Atoms, da jedes Elektron eine negative Ladung entsprechend der positiven Ladung eines Protons besitzt. In ungeladenen, neutralen Atomen ist die Anzahl an Elektronen, die den Atomkern umkreisen, gleich der Anzahl an Protonen im Atomkern.
Diese positiven und negativen Ladungen heben sich gegenseitig auf und führen zu einem Atom ohne Nettoladung. Protonen, Neutronen und Elektronen sind sehr klein und der größte Anteil des Volumens eines Atoms—mehr als 99 Prozent—ist eigentlich leerer Raum. Bei diesem ganzen leeren Raum könnte man sich fragen, warum sogenannte feste Objekte nicht einfach durch andere hindurch gehen können.
DIe Antwort ist, dass die negativ geladenen Elektronenwolken sich gegenseitig abstoßen, wenn sie zu nah aneinander liegen, wodurch wir eine Festigkeit wahrnehmen.
Wie beschreibt man ein Atom?
Atome einfach erklärt Protonen und Neutronen bilden den Atomkern, während die Elektronen die Atomhülle bilden. Dementsprechend besitzt jedes Atom einen Atomkern und eine Atomhülle. Ein Atom ist der kleinste Bestandteil aller Stoffe und lässt sich mithilfe von chemischen Mitteln nicht weiter zerlegen.
Wann ist etwas ein Atom?
Ein Atom besteht aus Elektronen, die sich in der Hülle befinden, und aus Protonen und Neutronen, die sich im Kern befinden. Ein Elektron muss also kleiner sein als ein Atom. Ein Molekül besteht aus Atomen und ist damit meist größer als ein Atom.
Was passiert in einem Atom?
Atome und Radioaktivität Feste, flüssige und gasförmige Stoffe bestehen aus Atomen. Früher dachte man, dass Atome nicht weiter teilbar seien. Daher stammt auch der Name “Atom” (aus dem Griechischen átomos ‚ unteilbar). Atome bestehen jedoch wiederum aus kleineren Teilchen, den Protonen und Neutronen (die sogenannten Nukleonen) im Atomkern sowie den Elektronen in der Atomhülle (oder Elektronenhülle).
- Im Atomkern befinden sich die elektrisch positiv geladenen Protonen und die elektrisch neutralen Neutronen; die Kernladung ist daher positiv.
- Um den positiv geladenen Atomkern befinden sich die elektrisch negativ geladenen Elektronen in der Atomhülle (auch Elektronenhülle genannt).
- Im elektrisch neutralen Zustand haben Atome exakt so viele Elektronen in der Hülle wie Protonen im Kern.
Sie sind daher von außen betrachtet elektrisch neutral. Ist dies nicht der Fall, werden sie als Ionen bezeichnet. Der Durchmesser der Atomhülle kann mehr als 100.000-mal so groß wie der des Atomkerns sein. Da die Massen von Proton und Neutron jedoch fast 2.000-mal höher als die Masse eines Elektrons sind, enthält der Atomkern nahezu die gesamte Atommasse.
Durchmesser Kern: 10 -15 mDurchmesser Atom: 10 -10 m Masse Elektron: Elektron 10 -30 kg Masse Proton bzw. Neutron: 10 -27 kg
Die Atome eines chemischen Elements haben im Atomkern immer dieselbe Anzahl an (positiv geladenen) Protonen und somit immer die gleiche Kernladung. Anhand der Anzahl der Protonen im Kern lassen sich die Elemente systematisch im Periodensystem der Elemente darstellen.
- Die Anzahl der Neutronen in den Atomkernen und somit die Atommasse kann hingegen variieren.
- Als Nuklid bezeichnet man Atome, die in der Anzahl der Protonen und Neutronen exakt übereinstimmen.
- Unterscheiden sich zwei Atomkerne in der Anzahl der Neutronen, aber nicht in der Anzahl der Protonen, dann spricht man von sogenannten Isotopen (griechisch für: am gleichen Ort (im Periodensystem)).
Zu einem chemischen Element können demnach mehrere Isotope gehören, die sich in der Anzahl der Neutronen unterscheiden. Bei einigen Nukliden zerfallen die Atomkerne ohne äußere Einwirkung, das heißt sie wandeln sich in andere Atomkerne um. Diese Nuklide werden Radionuklide genannt.
Bei diesem Prozess wird ionisierende Strahlung ausgesendet. Diese Eigenschaft wird Radioaktivität genannt. In der Natur gibt es einige natürlich vorkommende Radionuklide, zum Beispiel Tritium (Tritium ist ein radioaktives Isotop des Wasserstoffs). In Kernreaktoren werden Radionuklide auch künstlich erzeugt.
Jedes Radionuklid hat eine charakteristische Halbwertszeit. Dies ist die Zeitspanne, in der die Hälfte der von einem Ausgangsmaterial vorhandenen Menge eines Radionuklids zerfällt. Dabei lässt sich nicht vorhersagen, welches Atom wann zerfällt. Die Halbwertszeit bezieht sich immer auf eine große Gesamtheit an zugrunde liegenden Atomkernen und gibt nur einen statistischen Erwartungswert an.
Was sind Atome 8 Klasse?
Atome sind die kleinsten Bausteine der Stoffe. Sie lassen sich mit chemischen Methoden nicht weiter zerlegen. Ein Atom besteht aus einem massereichen Atomkern mit elektrisch positiv geladenen Protonen und neutralen Neutronen, sowie einer fast masselosen Atomhülle mit elektrisch negativ geladenen Elektronen.