• Basiswissen Aufbau von Atomkernen
  • Felix Lehmann
  • 30.06.2020
  • Allgemeine Hochschulreife
  • Physik
  • 10, 11, 12, 13
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Ba­sis­wis­sen Auf­bau der Atom­ker­ne

1
Auf­bau der Atom­ker­ne

Auf­bau
Atome be­stehen aus einem elek­trisch Kern und einer ge­la­de­nen Elek­tro­nen­hül­le. Im Kern be­fin­den sich und
Die Ei­gen­schaf­ten eines Kerns wer­den durch die An­zahl der , also die An­zahl der Pro­to­nen und Neu­tro­nen, be­stimmt.

Dar­stel­lun­gen
Ein Kern wird ein­deu­tig cha­rak­te­ri­siert durch die Dar­stel­lung ZAElement\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} {}_Z^A \textrm{Element}.
Eben­falls ein­deu­tig ist die Dar­stel­lung ElementA\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \textrm{Element}{-}A.
- Das A\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} A steht für die an Nu­kleo­nen.
- Das Z\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} Z steht für die bzw. die .

Nu­kli­de
Ein ein­deu­tig cha­rak­te­ri­sier­ter Kern wird als Nu­klid be­zeich­net. Nu­kli­de mit der glei­chen ge­hö­ren zum glei­chen che­mi­schen Ele­ment.
Iso­to­pe
Atome eines Ele­ments (wie bspw. Koh­len­stoff) kön­nen sich in der un­ter­schie­den. In der An­zahl der stim­men alle Koh­len­stoff­ato­me über­ein.
Bei­spiels­wei­se exis­tiert Kohlenstoff-​12\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \textrm{Kohlenstoff-​12} und Kohlenstoff-​14\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \textrm{Kohlenstoff-​14}. Beide be­stehen aus Pro­to­nen, aber letz­te­res be­sitzt zwei mehr als ers­te­res.
Iso­to­pe eines Ele­ments sind che­misch fast iden­tisch. Die phy­si­ka­li­schen Ei­gen­schaf­ten kön­nen sich aber deut­lich un­ter­schei­den!

\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \rightarrowUm­blät­tern

Wei­te­re Übungs­auf­ga­ben

2
Fül­len Sie die Ta­bel­le mit­hil­fe eines Pe­ri­oden­sys­tems der Ele­men­te aus.

Element

Uran

Symbol

  55137Cs\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} {}_{\;\,55}^{137}\textrm{Cs}

Protonenzahl

Neutronzahl

8

Massezahl

238

Elektronenzahl (des Atoms)

6

Ordnungszahl

3
Er­gän­zen Sie die nach­fol­gen­de Re­ak­ti­ons­glei­chung. 88Ra222Rn+24α\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \quad{}_{88}\textrm{Ra} \: \rightarrow\: {}^{222}\textrm{Rn} \:+\:{}_2^4\alpha
4
Be­schrei­ben Sie den fol­gen­den Pro­zess stich­punkt­ar­tig. Bei der Ent­ste­hung wel­cher ra­dio­ak­ti­ver Strah­lung spielt die­ser eine Rolle?   01n11p+10e(+νe)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \;{}_0^1\textrm{n} \:\rightarrow \: {}_1^{1}p \,+\,{}_{-1}^{\enspace0}e \enspace(+\:\overline{\nu}_e)
Lösung4
Ein Neu­tron (Mas­se­zahl 1, keine elek­tri­sche La­dung) wan­delt sich in ein Pro­ton und ein Elek­tron um. Zu­sätz­lich ent­steht ein Anti-​Elektron-Neutrino.
Pro­to­nen be­sit­zen die Mas­se­zahl 1 und sind ein­fach elek­trisch po­si­tiv ge­la­den.
Elek­tro­nen be­sit­zen keine Mas­se­zahl und sind ein­fach elek­trisch ne­ga­tiv ge­la­den.

Die­ser Pro­zess fin­det bei der Beta-​Minus-Umwandlung statt.
5
Was versteht man unter dem Begriff Radioaktivität?
Verwenden Sie die Begriffe: Isotope, stabil, instabil, Zeit, Umwandlung, Strahlung
Lösung5
Es exis­tie­ren sta­bi­le sowie in­sta­bi­le Iso­to­pe eines Ele­ments. Die in­sta­bi­len Iso­to­pe wan­deln sich mit der Zeit in an­de­re Nu­kli­de um. Bei die­ser Um­wand­lung wird ra­dio­ak­ti­ve Strah­lung ab­ge­ge­ben.