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Atombau

Kern und Hülle

Willkommen in der Chemie! In der Biologie hast du mit Membranen, Enzymen und DNA gearbeitet: Jetzt geht es darum, woraus all das im Innersten besteht. Ein Atom ist die kleinste Einheit eines Elements, die noch dessen Eigenschaften trägt. Es ist aber kein massives Kügelchen, sondern besteht aus einem winzigen, schweren Atomkern und einer vergleichsweise riesigen Elektronenhülle. Fast die gesamte Masse steckt im Kern, fast die gesamte Chemie in der Hülle.

Schalenmodell des Natriumatoms mit Kern aus Protonen und Neutronen und drei Elektronenschalen
Schalenmodell des Natriumatoms mit Kern aus Protonen und Neutronen und drei Elektronenschalen. Der Kern bestimmt, welches Element es ist – die Hülle bestimmt, wie es reagiert.

Drei Teilchen musst du auseinanderhalten:

TeilchenOrtLadungMasse
ProtonKernpositiv≈ 1 u
NeutronKernneutral≈ 1 u
ElektronHüllenegativvernachlässigbar

Der Kern bestimmt, welches Element es ist. Die Hülle bestimmt, wie es sich chemisch verhält. Chemische Bindungen entstehen ausschließlich über die Elektronen, denn der Kern ist an einer normalen chemischen Reaktion gar nicht beteiligt.

Die Elektronen sitzen nicht beliebig um den Kern, sondern in Schalen mit festen Energiestufen, innen kernnah und energiearm, außen energiereich. Entscheidend für die Chemie sind nur die Elektronen der äußersten Schale, die Valenzelektronen.

Atome reagieren so, dass sie eine besonders günstige Außenschale erreichen. Bei den Hauptgruppenelementen ist das meist die Edelgaskonfiguration: acht Elektronen auf der Außenschale (Oktett), bei Helium zwei.

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Das steht außerdem in diesem Kapitel

  1. Vom Schalen- zum Orbitalmodell
  2. Ionen: wenn die Zahlen nicht mehr aufgehen
  3. Ordnungszahl, Massenzahl, Isotope
  4. Elektronegativität
  5. Das Periodensystem als Landkarte
  6. Radioaktivität
  7. Halbwertszeit und Aktivität
  8. Das solltest du sicher können