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

Basiswissen Aufbau der Atomkerne

1
Aufbau der Atomkerne

Aufbau
Atome bestehen aus einem elektrisch positiven Kern und einer negativ geladenen Elektronenhülle. Im Kern befinden sich Protonen und Neutronen
Die Eigenschaften eines Kerns werden durch die Anzahl der Nukleonen, 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{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} {}_Z^A \textrm{Element}.
Ebenfalls eindeutig ist die Darstellung ElementA\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \textrm{Element}{-}A.
- Das A\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} A steht für die Gesamtanzahl an Nukleonen.
- Das Z\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} Z steht für die Kernladungszahl bzw. die Ordnungszahl.

Nuklide
Ein eindeutig charakterisierter Kern wird als Nuklid bezeichnet. Nuklide mit der gleichen Ordnungszahl gehören zum gleichen chemischen Element.
Isotope
Atome eines Elements (wie bspw. Kohlenstoff) können sich in der Nukleonzahlunterschieden. In der Anzahl der Protonen stimmen alle Kohlenstoffatome überein.
Beispielsweise existiert Kohlenstoff-12\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \textrm{Kohlenstoff-12} und Kohlenstoff-14\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \textrm{Kohlenstoff-14}. Beide bestehen aus 6 Protonen, aber letzteres besitzt zwei Neutronenmehr 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{526060}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \rightarrowUmblättern

Felix Lehmann

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{526060}{\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{526060}{\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{526060}{\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.