Atomkerns: Unterschied zwischen den Versionen

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Auch ERNEST R THERFORD (1871-1937) beschäftigt sich mit der Frage der Struktur der Atome.  In seinem Heimatland HANS GEIGER und ERNEST MARSDEN ihre Experimente anders als LENARD nicht mit Elektronen, sondern mit a-Teilchen durch.  RUTHERFORD hatte entdeckt, dass eine Strahlung aus einzelnen Teilchen besteht, und zwar aus zweifach geladenen Heliumionen, die etwa die 7000-fache Masse eines Elektrons besitzen.  Nach dem son'schen Atommodell nahm RUTHERFORD an, dass die positive Ladung der Helium-lonen über ein relativ großes Volumen homogen verteilt ist.  RUTHERFORD verwenden einen Aufbau. In einem solchen Experiment durchdringt ein großer die Goldfolie, ohne abgelenkt zu werden. Einige Teilchen werden jedoch stark von ihrer ursprünglichen Bahn abgelenkt.  Das gleiche Ergebnis zeigt sich auch, wenn Folien aus anderen Materialien eingesetzt werden.
Auch ERNEST R THERFORD (1871-1937) beschäftigt sich mit der Frage der Struktur der Atome.  In seinem Heimatland HANS GEIGER und ERNEST MARSDEN ihre Experimente anders als LENARD nicht mit Elektronen, sondern mit a-Teilchen durch.  RUTHERFORD hatte entdeckt, dass eine Strahlung aus einzelnen Teilchen besteht, und zwar aus zweifach geladenen Heliumionen, die etwa die 7000-fache Masse eines Elektrons besitzen.  Nach dem son'schen Atommodell nahm RUTHERFORD an, dass die positive Ladung der Helium-lonen über ein relativ großes Volumen homogen verteilt ist.  RUTHERFORD verwenden einen Aufbau. In einem solchen Experiment durchdringt ein großer die Goldfolie, ohne abgelenkt zu werden. Einige Teilchen werden jedoch stark von ihrer ursprünglichen Bahn abgelenkt.  Das gleiche Ergebnis zeigt sich auch, wenn Folien aus anderen Materialien eingesetzt werden.


[[Datei:Prinzip des Rutherford-Experiment.png|320px|thumb|recht| "Prinzip des Rutherford-Experiment"]]
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Der innere Struktur ist sehr kleiner, positiv geladener Atomkern enthält fast  die gesamten Masse des Atoms.Sein Radius liegt in der Größenordnung von 10-14 m und ist etwa 100000-mal kleiner als der Atomradius.
Der innere Struktur ist sehr kleiner, positiv geladener Atomkern enthält fast  die gesamten Masse des Atoms.Sein Radius liegt in der Größenordnung von 10-14 m und ist etwa 100000-mal kleiner als der Atomradius.
Um ihn herum existiert eine »Wolke«.negative geladener elektronen.  
Um ihn herum existiert eine »Wolke«.negative geladener Elektronen.  


Ein Atom besteht aus '''Protonen'''(positive geladene Teilchen) und Neutronen (ungeladene Teilchen) Die Protonen und die Neutronen Biden sich zusammen die Nukleonen. Da die Elektronen, die sich in der Atomhülle befinden im Gegensatz zu den Protonen und Neutronen eine viel kleiner Masse besitzen, sitz die Masse des Atoms nahezu vollständig sich im Atomkern.


'''(Elektronenmasse:''' m Elektronen    = 9,109*10-31kg
'''Protonenmasse:'''    m Protonen      = 1,6749* 10 hoch Minus 27
'''Neutronenmasse:'''  m Neutronenmasse = 1,6749*10hoch Minus 27).


(Elektronenmasse: me= 9,109*10-31kg
Protonenmasse: m Protonen= 1,6749* 10 hoch Minus 27
Neutroenmasse: m Neutronenmasse= 1,6749*10hoch Minus 27)
Oft wird die atommasse in der atomaren Masseneinheit (Da) angegeben: 1 Da= 1,6605402*10 hoch Minus 27kg. Neutronen und Protonen haben ungefähr die Masse 1 Da.
Oft wird die atommasse in der atomaren Masseneinheit (Da) angegeben: 1 Da= 1,6605402*10 hoch Minus 27kg. Neutronen und Protonen haben ungefähr die Masse 1 Da.
Alle Atomkerne eines chemischen Elementes X haben die gleiche Anzahl Z an Protonen und damit immer die gleichen Ladung. Sie können sich jedoch in der Anzahl N der Neutronen und damit in ihrer Masse unterscheiden. Man nennt solche Atome Isotope  eines chemischen Elementen
.Die Anzahl Z der Protonen heißt auch Kernladungszahl. Sie ist gleich der Ordnungszahl des Elements im Periodensystem.
Die Summe der Protonen und der Neutronen bilden sich zusammen die Massenzahl A: A-Z + N
Die Kernladungszahl und die Massenzahl dienen zur Kennzeichnung der jeweils weiligen Kernsorte auch Nuklid genannt. Man verwendet folgende Schreib- weise:
Isotpe :dabei ist X das Elementsymbol. Z die Kernladungszahl und A die Massenahl.
Kernbindungkraft:
Als Kernbindungskraft bezeichnet man die Kraft, die den Kern des Atoms (Protonen und Neutronen) zusammenhält. Sie wirkt sowohl zwischen Neutronen und Protonen als auch Neutronen und Neutronen, und Protonen und Protonen. Kernbindungskräfte sind außerordentlich stark, da sie die Abstoßungskräfte zwischen gleichnamigen Elementarteilchen überwinden müssen.
Ein Nuklid ist ein Atomkern, der eindeutig durch Massenzahl und Kernladungszahl charakterisiert ist. Der Begriff wurde 1950 international eingeführt, um dem unkorrekten Gebrauch des Wortes Isotop entgegenzuwirken. Isotope sind Atomkerne eines Elements mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Es sind spezielle Nuklide. Wegen der gleichen Protonenzahl (= Kernladungszahl) haben Isotope auch die gleiche Anzahl von Elektronen in der Hülle.
Isotope
Atomkerne eines Elements mit gleicher Protonenzahl , aber unterschiedlicher Neutronenzahl werden als Isotope bezeichnet. Es sind folglich spezielle Nuklide, nämlich die eines Elements. Wegen der gleichen Protonenzahl (= Kernladungszahl ) haben Isotope auch die gleiche Anzahl von Elektronen in der Hülle. Aus der Definition wird schon deutlich, dass man auf den Begriff Isotop verzichten könnte; er wird traditionsgemäß aber auch heute noch für die Kennzeichnung der Atomkerne jeweils eines Elements verwednet.
So existieren z. B. beim Wasserstoff drei in der Natur vorkommende Isotope, die als Wasserstoff, Deuterium und Tritium bezeichnet werden (Bild 1)
. Es gibt nur etwa 20 Elemente, die nur aus einem einzigen stabilen Isotop bestehen.
Die meisten Elemente bestehen aus einem Isotopengemisch , wobei die Anteile der einzelnen Isotope sehr unterschiedlich sein können. So hat z. B. Uran, das als Kernbrennstoff genutzt wird, drei in der Natur vorkommende stabile Isotope mit folgenden Anteilen bei natürlichen Uranvorkommen:
Uran-238:
99,28 %
Uran-235:
0,72 %
Uran-234:
0,006 %
Für Brennelemente in Kernkraftwerke nutzt man angereichertes Uran mit folgender Zusammensetzung:
Uran-235:
3,3 %
Uran-238:
Bei Kupfer betragen die Anteile der stabilen Isotope:
Kupfer-63:
69,1 %
Kupfer-65:
30,9 %
Die meisten stabilen Isotope hat Zinn (10), die meisten Isotope überhaupt sind beim Xenon bekannt (mindestens 24). Außer in der Neutronenzahl und damit in der Masse unterscheiden sich die Isotope eines Elements im Kernvolumen und bei leichten Elementen im chemischen Verhalten.
Wie bei Nukliden kann man stabile Isotope und radioaktive Isotope , auch Radioisotope genannt, unterscheiden.
Die Massen von Isotopen eines Elements unterscheiden sich in der Regel nur sehr wenig. Um Isotope voneinander zu trennen, gibt es verschiedene Verfahren der Isotopentrennung , beispielsweise die Trennung in Ultrazentrifugen, in Massenspektrografen, durch Elektrolyse oder Thermodiffusion.
Bild
Ein Atom besteht aus Protonen (positive geladene Teilchen) und Neutronen (ungeladene Teilchen) Die Protonen und die Neutronen Biden sich zusammen die Nukleonen. Da die Elektronen, die sich in der Atomhülle befinden im Gegensatz zu den Protonen und Neutronen eine viel kleiner Masse besitzen,
Datei:Atombau.jpg|600px|thumb|Atombau]]
Der englische Physiker RUTHERFORD Der englische Physiker RUTHERFORD hat ein Experiment durchgefühlt. Er stellte fest, dass beim Beschloss von dünnen Goldfolie mit positiven,, Alpha-Teilchen,, die meisten die Folie ungehindert  durchdringen und ihre Ausbreitungsrichtung nicht geändert haben. Weniger Teilchen werden sehr stark abgelenkt oder zurückschlagen. Das Ergebnis war, dass die Goldfolie nicht aus dich Atome nicht bestanden sind. Die Atome müssen aus einem leerem Raum bestehen. Die gesamte Masse des Atoms konzentriert sich im Inneren auf einen sehr keinen Raum. Er nannte dienen Bereich Atomkern.
[https://en.wikiquote.org/wiki/Ernest_Rutherford#/media/File:Ernest_Rutherford_1908.jpg]
[[Datei:Prinzip des Rutherford-Experiment.png|400px|thumb|recht| "Prinzip des Rutherford-Experiment"]]
;Kernbausteine und Ladung
Damals war bekannt, dass Atome Elektronen, negativer elektrischer Ladungen trägen. Im Rutherford-Experiment wurden weniger positiv geladene Teilchen zurückgeworfen. Da sie sich gleichnamige Ladungen abstoßen. Er geht davon aus, dass ein Atomkern positive Ladungen Teilchen trägt. Die Anzahl der positiven Ladung im Kern stimmen mit der Anzahl der negativen Ladung in der Hülle ein. Und deshalb ist ein Atom nach außen ein elektrisch neutrale da. Im Atomkern befinden sich neben den Protonen p ein elektrisch neutral Teilchen, die Neutronen.
Die Atome verschiedener chemischer Element unterscheiden sich im Anzahl der Protonen im Kern. Beispiel Wasserstoff hat nur eine Proton im Kern. Heliumatom haben zwei Protonen im Kern. Kohlenstoffatome haben sechs Protonen.
[[Datei:SLIT4747.JPG|200px|thumb|links|Beispiel Wasserstoff hat nur eine Proton im Kern. Heliumatom haben zwei Protonen im Kern. Kohlenstoffatome haben sechs Protonen.]]
;Groß:
Da ist das Rutherford-Experiment nur sehr wenige positive Teilchen die Richtung ändern müssen.  Der Durchmesser des Atoms ist 10000-mal groß als der Durchmesser des Atomkerns.  Nehmen wir die Höhe der Frauenkirche in Dresden als Durchmesser eines Atoms, dann ist die Größe eines Kirschkerns vergleichbar mit dem Atomkerns (Bild) Masse.  Die Masse eines Protons bzw.  1,67 10 27 kg.  Damit ist ein Proton bzw.  ein Neutron etwa 1 836- mal schwerer als ein Elektron (9,11 10-31 kg).  Der größte Teil des Atoms ist deshalb im Atomkern konzentriert
;Nuklide und isotope Kerne
Der Periodensystem sind heute 116 chemische Elementen. Die sind nach ihre Ordnungszahl mit bestimmten Reihenfolgen in Haupt-und Nebengruppen zugeordnet. Die Ordungszahl entspricht der Anzahl der Protenen Z im Atomkern. Sie werden auch als Kernladungszahl benannt.

Version vom 4. Mai 2019, 19:24 Uhr

Die Entdeckung des Atomkern

Auch ERNEST R THERFORD (1871-1937) beschäftigt sich mit der Frage der Struktur der Atome. In seinem Heimatland HANS GEIGER und ERNEST MARSDEN ihre Experimente anders als LENARD nicht mit Elektronen, sondern mit a-Teilchen durch. RUTHERFORD hatte entdeckt, dass eine Strahlung aus einzelnen Teilchen besteht, und zwar aus zweifach geladenen Heliumionen, die etwa die 7000-fache Masse eines Elektrons besitzen. Nach dem son'schen Atommodell nahm RUTHERFORD an, dass die positive Ladung der Helium-lonen über ein relativ großes Volumen homogen verteilt ist. RUTHERFORD verwenden einen Aufbau. In einem solchen Experiment durchdringt ein großer die Goldfolie, ohne abgelenkt zu werden. Einige Teilchen werden jedoch stark von ihrer ursprünglichen Bahn abgelenkt. Das gleiche Ergebnis zeigt sich auch, wenn Folien aus anderen Materialien eingesetzt werden.

"Prinzip des Rutherford-Experiment"
"QEDK5978"










Eine intsensive radiodaktive Qeellen setzt Alphastralhung einen großen kinetischen Energie frei, die als feiner Strahl auf eine wenige Mikrometer dünne Goldfolie treffen. Eine Szintillationsschirm erzeugt bei Aufprall der a-Teilchenkleine Lichttiert , die dann mithilfe eines Mikroskop registriert und gezählt werden. Die Größe Anteile a-Teilchen passiert die Goldfolie ungehindert, aber ein geringerer Anteil wird von seiner Bahn abgelenkt, einiger Teilchen sogar unter einen Winkel von nahezu 180 %.





Interpretation der Streuexperimente: Das Ergebnis Experiments war für RUTHERFORD zunächst unverständlich. Denn nach dem Thomson'schen Atommodel mit einer gleichförmigen Verteilung der Materie allenfalls Abschwächung der Strahlintensität, nicht aber einer dermaßenen starken Ablenkung einiger Teilchen erwertet worden. RUTHERFORD hat noch malgesehen.



Die positiven geladenen Teilchen werden von den Elektronen in der Folie so gut gar nicht beeinflusst, aber von den massereichen pdenen Teile mussten nach den Berechnungen von RUTHERFORD sehr klein sein; dies lässt sich aus der Intensität der rückwärts gestreuten a-Teilchen schlieben. Der Grund war dieser Überlegungen gelangte Rotherford zu neuen Schlussfolgerungen über den Bau der Atome.

Der innere Struktur ist sehr kleiner, positiv geladener Atomkern enthält fast die gesamten Masse des Atoms.Sein Radius liegt in der Größenordnung von 10-14 m und ist etwa 100000-mal kleiner als der Atomradius. Um ihn herum existiert eine »Wolke«.negative geladener Elektronen.

Ein Atom besteht aus Protonen(positive geladene Teilchen) und Neutronen (ungeladene Teilchen) Die Protonen und die Neutronen Biden sich zusammen die Nukleonen. Da die Elektronen, die sich in der Atomhülle befinden im Gegensatz zu den Protonen und Neutronen eine viel kleiner Masse besitzen, sitz die Masse des Atoms nahezu vollständig sich im Atomkern.

(Elektronenmasse: m Elektronen = 9,109*10-31kg Protonenmasse: m Protonen = 1,6749* 10 hoch Minus 27 Neutronenmasse: m Neutronenmasse = 1,6749*10hoch Minus 27).

Oft wird die atommasse in der atomaren Masseneinheit (Da) angegeben: 1 Da= 1,6605402*10 hoch Minus 27kg. Neutronen und Protonen haben ungefähr die Masse 1 Da.

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