Hey,
hast du dir schon mal gefragt, woher man weiß, wie viele Elektronen ein Atom hat? Wenn ja, dann bist du hier genau richtig! In diesem Artikel erklären wir dir, wie man herausfindet wie viele Elektronen ein Atom hat und warum es überhaupt wichtig ist zu wissen wieviele Elektronen ein Atom hat. Also lass uns loslegen!
Du weißt, wie viele Elektronen ein Atom hat, indem du die Anzahl der Protonen in seinem Kern zählst. Jedes Atom hat genauso viele Elektronen wie Protonen, da sie sich gegenseitig ausbalancieren.
Ordnungszahl und Elemente erkennen: Periodensystem
Im Periodensystem sind alle chemischen Elemente nach ihrer Ordnungszahl geordnet. Diese Ordnungszahl gibt Auskunft über die Anzahl der Protonen (positiv geladen) im Atomkern. Wenn jedoch die Elemente in ihrem äußeren Zustand neutral sind, also nicht geladen, entspricht die Anzahl der Ordnungszahl auch der Anzahl der Elektronen im Atom. Damit kannst du die einzelnen Elemente eindeutig identifizieren und sie voneinander unterscheiden. Auch die einzelnen Eigenschaften der Elemente, wie zum Beispiel ihre Schmelz- und Siedepunkte, lassen sich aus der Ordnungszahl ableiten.
Atome: Was sind sie und wie funktionieren sie?
Du hast schon mal von Atomkraft, Atombomben und Co. gehört, oder? Aber was ist ein Atom überhaupt? Ein Atom ist die kleinste Teilchenmenge einer chemischen Substanz. Es besteht aus Protonen, Neutronen und Elektronen. Genaugenommen bestimmt die Anzahl an Protonen, um welches Atom es sich handelt. Diese Anzahl der Protonen in einem Atom wird Ordnungszahl genannt. Die Ordnungszahl ist für jedes Element einzigartig und kann im Periodensystem der Elemente nachgeschlagen werden. Alle Atome mit sechs Protonen sind beispielsweise Kohlenstoffatome.
Avogadro-Konstante: 6,022⋅1023 Atome/Mol & Masse 10-27kg-10-24kg
Du hast sicher schon mal von der Avogadro-Konstante gehört. Sie besagt, dass in einem Mol eines Stoffes 6,022⋅1023 Atome enthalten sind. Wenn man das auf ein Gramm runterbricht, sind dort ungefähr 1022 Atome enthalten. Interessanterweise ist die Masse eines Atoms sehr gering, nämlich zwischen 10−27kg und 10-24kg. Der Radius eines Atoms liegt in der Größenordnung von 10−10m, während der Kernradius bei ungefähr 1015 m liegt. Dieser Unterschied ist enorm!
Unterscheiden Sie Elemente des Periodensystems mit Protonenzahl und Ordnungszahl
Im Periodensystem der Elemente sind die Elemente nach ihrer Protonenzahl angeordnet. Die Protonenzahl entspricht jeweils der Ordnungszahl. Dies ist deshalb wichtig, da die Protonenzahl eines Atoms einzigartig ist und somit die Identität eines Elements bestimmt. Da die Anzahl der Protonen und der Elektronen eines Atoms immer gleich ist, kannst du aus der Ordnungszahl die Zahl der Protonen und die Gesamtzahl der Elektronen ablesen. So kann man schnell und einfach die verschiedenen Elemente des Periodensystems unterscheiden.
Wasserstoffatom: Atomkern, Atomzahl & Isotope
Der Kern des Wasserstoffatoms, Symbol H, besteht aus einem Proton und einem Elektron. Der Atomkern wird auch als das nucleon bezeichnet und besteht neben dem Proton auch aus einem Neutron. Die Atomzahl von Wasserstoff ist 1 und das Atomgewicht beträgt 1,0079 u. Die Masse des Protons und des Neutrons liegen bei 1.6726*10-27 kg. Abgesehen von dem Proton und dem Neutron besteht das Wasserstoffatom aus einem Elektron, welches an den Atomkern gebunden ist. Dieses Elektron hat eine Masse von 9.11*10-31 kg. Wasserstoff ist das leichteste Element in der Periodensystem-Tabelle und hat die längste Liste an natürlichen Isotopen. Diese Isotope sind Protium, Deuterium und Tritium.
Atome: Grundbausteine der Materie und Kernladungszahl
Du hast schon mal von Atomen gehört? Sie sind die Grundbausteine der Materie und bilden alles, was uns umgibt. Ein Atom ist ein kleines, unaufgelöstes Teilchen, das aus einem Atomkern und einer Atomhülle besteht. Im Atomkern befinden sich Protonen und Neutronen, während die Atomhülle Elektronen enthält. Bei einem neutralen Atom sind die Anzahl der Elektronen in der Atomhülle und die Anzahl der Protonen im Atomkern identisch. Siehe das als ein Gleichgewicht zwischen den Ladungen. Wie viele Elektronen und Protonen ein Atom hat, ist abhängig von seinem Atomkern und dessen Kernladungszahl, die den chemischen Elementen zugeordnet ist.
Anzahl der Protonen und Neutronen im Atomkern bestimmen
Du hast vielleicht schon mal gehört, dass die Ordnungszahl im Periodensystem der Elemente gleich der Anzahl der Protonen im Atomkern ist. Diese ist auch als Kernladungszahl bekannt, da sie die Ladung im Atomkern bestimmt. Wenn du die Massenzahl des Atoms kennst, kannst du daraus die Anzahl der Neutronen im Atomkern errechnen. Dazu musst du einfach die Protonenzahl abziehen. So hast du schnell die Anzahl der Neutronen im Atomkern und kannst das Atom besser verstehen.
Wie viele Elektronen in einem negativen Ion?
Du willst wissen, wie viele Elektronen in einem negativen Ion vorhanden sind? Dann rechne einfach die Ordnungszahl des Elements zusammen mit der Menge an zusätzlichen Ladungen. Denn bei einem negativen Ion gibt es mehr Protonen als Elektronen. Wenn du zum Beispiel N3- berechnen willst, addiere die Ordnungszahl von Stickstoff (7) zur zusätzlichen Ladung von 3- und du erhältst 10 Elektronen.
Berechne die Anzahl der Elektronen pro Schale
b) Die zweite Schale kann mit acht Elektronen besetzt werden, da 2• 22 = 8 ergibt.
Du kannst die maximale Anzahl von Elektronen für jede Schale ganz einfach mit einer Formel berechnen: 2• n2. Wobei n für die Nummer der Schale steht. Zum Beispiel: Die erste Schale, auch bekannt als die innere Schale, kann nur mit 2 Elektronen belegt werden, da 2• 12 = 2 ergibt. Die zweite Schale kann mit 8 Elektronen besetzt werden, da 2• 22 = 8 ergibt. Auf ähnliche Weise kann die Anzahl der Elektronen für jede Schale berechnet werden.
Atomschalenstruktur: Wie Atome funktionieren
Die Atome haben eine Schalenstruktur. Die erste Schale hat einen Platz für 2 Elektronen. Die zweite Schale, auch L-Schale genannt, bietet Platz für 8 Elektronen. Die dritte Schale, die M-Schale, kann 18 Elektronen aufnehmen. Und die vierte und letzte Schale, die N-Schale, hat Platz für 32 Elektronen. Diese Schalenstruktur ist nützlich, um zu verstehen, wie Atome sich miteinander verbinden und wie die Atome im Allgemeinen funktionieren. Du kannst sie verwenden, um einzelne Atome und Moleküle zu untersuchen und um zu verstehen, wie die Atome miteinander interagieren.
Erfahre mehr über die siebte Elektronenschale und Actinoide
Du hast bestimmt schon mal was von der siebten Elektronenschale gehört. Sie ist auch als Valenzschale bekannt und kann zwischen ein und acht Elektronen speichern. Insgesamt gibt es 32 chemische Elemente, die sich in dieser siebten Periode befinden. Eine besondere Gruppe stellen dabei die Actinoide dar. Sie sind besonders bedeutend, da sie durch Kernspaltung und Radioaktivität entstehen. Diese Elemente sind für viele Forschungsarbeiten und auch in der Medizin unverzichtbar.
Aluminiumionen: 3+ geladen und wichtig für Gesteine und Industrie
Du hast schon einmal von Aluminiumionen gehört? Diese sind dreifach positiv geladen und kommen in der Natur als Al3+ vor. Das bedeutet, dass das Ion die Elektronenkonfiguration des Edelgases Neon mit 10 Elektronen aufweist. Aluminiumionen kommen in verschiedenen Verbindungen vor, wie zum Beispiel in Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid. Sie sind ein wichtiger Bestandteil von Gesteinen und Mineralen sowie in der chemischen Industrie.
Kohlenstoff, Silicium, Germanium, Zinn und Blei: 4-wertige Elemente im periodischen System
Du hast sicher schon einmal von dem periodischen System der Elemente gehört. Es besteht aus verschiedenen Elementen, die alle unterschiedliche Eigenschaften haben. Eine der wichtigsten Gruppen im periodischen System sind die Elemente Kohlenstoff (C), Silicium (Si), Germanium (Ge), Zinn (Sn) und Blei (Pb). Sie sind besonders wichtig, da sie die Fähigkeit besitzen, bis zu vier Außenelektronen abzugeben. Diese können sie an andere Elemente, wie Sauerstoff oder Halogene, abgeben. Dadurch sind sie in ihren Sauerstoffverbindungen maximal vierwertig. Einige dieser Elemente sind in Verbindungen wie Kohlenwasserstoffen, Oxiden, Halogeniden und Sulfiden sehr wichtig. Auch in vielen synthetischen Materialien, die in unserem Alltag eine große Rolle spielen, finden sich diese Elemente.
Erfahre mehr über den Aufbau eines Heliumatoms
Du hast schon mal von Helium gehört, dem schweren, unsichtbaren Gas? Aber weißt du auch, wie ein Heliumatom aufgebaut ist? Ein Heliumatom besteht aus zwei Elektronen, die durch die elektromagnetische Kraft an den Atomkern gebunden sind. Der Atomkern besteht wiederum aus zwei Protonen und, je nach Isotop, einem oder zwei Neutronen. Diese sind durch die starken Kräfte zusammen gehalten. Der Atomkern ist um ein Vielfaches schwerer als die Elektronen, obwohl sie zusammen ein einzelnes Atom bilden. Wenn du also das nächste Mal etwas über Helium hörst, weißt du, was es ist und wie es aufgebaut ist!
C-Atom: 6 Protonen, 6 Neutronen und 6 Elektronen
Ein C-Atom, das du in deinem täglichen Leben ständig findest, besitzt insgesamt 12 Teilchen. Im Atomkern sind 6 Protonen und 6 Neutronen enthalten, während 6 Elektronen in der Atomhülle kreisen. Carbon ist ein sehr häufig vorkommendes Element und bildet die Grundlage für wichtige biologische Moleküle wie DNA und Proteine. Es ist eines der wichtigsten Elemente der Erde und ist die Basis für den größten Teil der organischen Chemie. Carbonatome können auch miteinander kombiniert werden, um komplexere Moleküle zu bilden.
Erfahre mehr über Silber-Atome – Kernbausteine & Größe
Du hast schon mal von Silber gehört? Ja? Dann wirst Du bestimmt auch schon mal vom Silber-Atom gehört haben! Speziell beim Silber-Atom handelt es sich um ein elektrisch neutrales Atom, das 47 Elektronen in der Elektronenhülle enthält. Zudem sorgen die Kernbausteine der Neutronen für Unterschiede bei den Silber-Atomkernen, während die Kernladungszahl gleich bleibt. Wusstest Du, dass die meisten Silberatome ungefähr die gleiche Größe haben? Sie messen nämlich nur etwa 0,2 Nanometer. Aber es gibt auch einzelne Varianten, die größer sind. Diese Unterschiede entstehen durch die verschiedenen Neutronen im Atomkern.
Atomkern: Positiver Kern und Elektronen-Hülle für Neutralität
Der Atomkern ist das zentrale Element in einem Atom und beinhaltet sowohl Neutronen als auch Protonen. Da beide positiv geladen sind, summieren sie sich zu einer positiven Ladung im Kern auf. Elektronen hingegen sind negativ geladen und befinden sich in einer Hülle um den Kern herum. Damit das gesamte Atom elektrisch neutral ist, muss die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen gleich sein. Dadurch kann sich die positive Ladung des Kerns mit der negativen Ladung der Hülle ausgleichen.
Lesen der Elektronenanzahl anhand der PSE-Spalte
Du kannst die Anzahl der Elektronen, die sich in der äußersten Schale befinden, an der horizontalen Position des Elements im PSE ablesen. Dazu schaust Du dir die Spalte (Gruppe) an, die mit römischen Ziffern gekennzeichnet ist. Diese Valenzelektronen sind für viele chemische Eigenschaften des Elements verantwortlich und können, in Verbindung mit der Anzahl der Schalen, in denen sich die Elektronen befinden, Aufschluss über die chemische Stabilität des Elements geben.
Ordnungszahl und elektrischer Ladungszustand von Atomen
In einem atomaren System ist die Ordnungszahl gleich der Anzahl der Protonen, die im Kern enthalten sind. In einem elektrisch neutralen Atom ist die Ordnungszahl jedoch auch gleich der Anzahl der Elektronen, die sich um den Kern befinden. Wenn ein Atom einen elektrischen Ladungszustand aufweist, weicht die Anzahl der Protonen und Elektronen voneinander ab. Dies bedeutet, dass die Anzahl der Protonen immer größer ist als die Anzahl der Elektronen, wenn ein Atom einen positiven Ladungszustand aufweist. Wenn ein Atom einen negativen Ladungszustand aufweist, ist die Anzahl der Elektronen größer als die Anzahl der Protonen. In beiden Fällen ist jedoch die Ordnungszahl immer noch gleich der Anzahl der Protonen, die im Kern vorhanden sind.
Zusammenfassung
Du weißt, wie viele Elektronen ein Atom hat, indem du die Atomzahl des Elements nimmst. Die Atomzahl ist die Anzahl der Protonen im Kern des Atoms. Da jedes Atom eine neutrale Ladung haben muss, muss die Anzahl der Elektronen gleich der Anzahl der Protonen sein.
Fazit: Man kann die Anzahl der Elektronen in einem Atom bestimmen, indem man die Art des Atoms kennt und die Grundregeln der Quantenmechanik anwendet. Du siehst also, dass die Quantenmechanik eine große Hilfe bei der Bestimmung der Anzahl der Elektronen in einem Atom ist.
