Frage von Usedefault, 78

Durchmesser von Materie bei Zusammmenprall?

Hallo!

Wenn im Alltag (unter irdischen Bedinungen) Objekte zusammenprallen, werden dann rein die Bindungen komprimiert, oder werden die Atomradien (sprich Protonen und Neutronen) auch beeinflusst? Oder haben Protonen, Neutronen und Elektronen unter Normalbedingungen immer dieselbe Größe?

Lg

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Iamiam, 28

Dein Einwand

Das Rutherford-Experiment gibt ja keine Rückschlüsse darüber...

ist berechtigt, aber er trifft nicht zu.Die Elektronenhüllen haben eine sehr konstante Grundform, samt Größe. Nur Ladungen bzw -schwächer- Bindungen(=Teilladungen) modifizieren die. (Anionen⁻ blähen sich auf, Kationen⁺ schrumpfen)

Bei einem mechanischen Zusammenprall ändern sich die nicht.

Kommentar von Usedefault ,

Und der Atomkern? Dort sind ja n Protonen mit Gluonen verschmolzen. Kann sich die Größe des Atomkerns ändern, oder erst bei Supernovabedingungen?

Kommentar von Iamiam ,

Supernova braucht es nicht, die Kernfusion in der Sonne dürfte reichen, weiß nichts über Kerndurcxhmesser dort, nur dass sie sich ständig umlagern.

Unter unseren Umweltbedingungen ist sowas bei weitem nicht der Fall! Da spielt sich alles in der Hülle ab.

Im übrigen muss man sich bei der Betrachtung extremer Bedingungen von unseren Teilchenvorstellungen verabschiedenl, da tritt der Wellencharakter in den Vordergrund (auch wenn es Teilchenphysik heißt, ist ein überholter Name). Und verstehen kann man das ohnehin nicht mehr!

Kommentar von Usedefault ,

Das heißt, wenn man auf einen Gummi schlägt, dann drückt man die Atomkerne unverändert näher zusammen, nur die Elektronen kommen sich näher bzw. es sind mehr Elektronen im gleichen Volumen. Und dann dehnt sich der Gummi wieder aus, weil sie sich die Elektronen wieder abstoßen.

Kommentar von Iamiam ,

Du musst unterscheiden zwischen Formänderung und Volumenänderung.

Bereits Flüssigkeiten gelten als inkompressibel (na ja , ein ganz, ganz  klein wenig geht noch, aber kaum mehr) Durch die Molekularbewegung nimmt jedes Molekül mehr Platz ein, als sein eigentliches Volumen ist, und bei Kristallen gibt es lockerere und dichtere Strukturen.(ein stehender Begriff ist zB die hexagonal dichteste Kugelpackung, ein Beispiel für eine lockerere das Wassereis). Das zu erforschen, ist die Aufgabe der klassischen Festkörperchemie (heute mit sehr erweiterten Aufgaben, zB Laserkristalle oder sog. "Hochtemperatur"-Supraleiter etc)

Bei elastischen Stoffen wie Gummi ändert sich zwar die Form, aber nicht das Volumen, und wenn eine Faser "gereckt" wird, dann bilden sich dort an Krostalle erinnernde Strukturen mit etwas weniger Zwischenraum als zuvor: so wie ein geschichteter Ziegelstapel auf einer Palette weniger Zwischenräume hat als auf einen Haufen geschüttet. Alle möglichen Zwischenstadien, sogar gezielt lockere Strukturen (im Extremfall ein Haus zB, ist vergleichbar mit poriger Aktivkohle). Graphit ist deutlich weniger dicht als Diamant, weil zwischen den Schichten keine chemischen Bindungen sind, die freien Elektronen beanspruchen bei dieser speziellen Schichtung mehr Platz als der allseits chemisch ge- und verbundene Diamant.

Aber an den Kern kommst Du ohne besondere Kunstgriffe wie hochbeschleunigte Teilchen nicht ran und nicht rein!

Kommentar von Usedefault ,

Heißt das, ein Stoff ist als Gas weniger dicht, wie als Festkörper und als Flüssigkeit am dichtesten? Oder ist das auch noch von anderen Bedingungen abhängig?

Kommentar von Iamiam ,

am wenigsten Dicht ist Gas, sehr abhängig vom Druck. Flüssigkeit und Festkörper sind ähnlich dicht und so gut wie nicht mehr kompressibel, ausser bei Festkörpern durch Phasenumwandlung (um Graphit zu Diamant umzuwandeln braucht man riesege Drucke und hohe Temperaturen, vermutlich kanst Du die Bedingungen kriegen, wenn Du nach künstliche Diamanten Herstellung guglst.

Unter hohen Drucken polymerisieren zB auch Olefine, weil die chemischen Bindungen geringere Atomabstände aufweisen als das Nebeneinander von Molekülen.

Die Haber-Bosch-Ammoniaksynthese nutzt dieses Verhalten bei den Gasen Wasserstoff+Stickstoff. Bei Drucken von 300-1000 bar tut sich da schon eine ganze Menge, und das sind immer noch keine Flüssigkeiten (na ja, das geht in den Bereich der überkritischen Gase, aber das ist ein Kapitel für sich)

Kommentar von Usedefault ,

Ein Gas wird ja nur eine Flüssigkeit, wenn ein zusätzlicher Stoff die Teilchen bindet, oder? Ansonst braucht man Kraft um die Teilchen näher zu bringen und dieselbe Kraft kann wieder genutzt werden, wenn die Teilchen sich wieder ausdehnen.

Kommentar von Iamiam ,

Wenn man -ohne andere Teilchen dazwischen- ein Gas immer weiter zusammenquetscht, wird es irgendwann (ab einem "kritischen Punkt") so dicht, dass es sich wie eine Flüssigkeit verhält: es gibt keine Phasengrenze, aber es kann zB i'was lösen. Das nennt man dann überkritischen Zustand, Gas und Flüssigkeit in Einem.

Mit CO2 erreicht man diesen Zustand relativ bald und man nutzt das Lösevermögen von überkritischem CO2, um zB Gewürze zu extrahieren: Lösungsmittelfrei, weil 1. CO2 und 2. hinterher spurlos verdampft. Ist aber noch teuer und macht man nur bei sehr wertvollen Stoffen.

Gugl mal nach überkritischer Flüssigkeit / überkritisches Gas und überkritisch, CO2, Extraktion..

Da das von der Gasphase herkommt, ist es noch ein wenig kompressibel, und man kann -gerade beim CO2- sogar durch Druck und Temperatur in seinem Lösevermögen eingestellt werden (polar-weniger polar). Es gibt noch viele Dinge, mit denen Du erst noch viel später -oder auch nie- Bekanntschaft machen wirst, die Welt ist voller Wunder (zumindest voller Effekte).

Und so lange Antworten haben den Effekt, das ich müde werde und jetzt überhaupt nicht mehr kritisch niedersinke...

Kommentar von Usedefault ,

Also ich finde die Welt auch irgendwie fad: Es gibt nur ein paar willkürlich eingefügte Wechselwirkungen und ein paar Elementarteilchen und aus denen ist alles aufgebaut und beschreibbar und berechenbar.

Kommentar von Iamiam ,

ich kann das Niveau, auf dem Du fragst, nicht einschätzen, ich halte Dich für einen Oberstufenschüler, intellektuell geschult, dem die Welt -auch der Wunder und Effekte- noch offensteht, und Deinen letzten Kommentar für ironisch, bin mir aber nicht sicher. Versuch das bei weiteren Fragen erst mal klarzustellen, sonst könnten AW am "Bedarf" vorbeigehen.

im übrigen bin ich auch der Meinung: "das bisschen Wissen lernt sich von allein.sagt mein Lehrer"

Kommentar von Iamiam ,

noch was: der Kerndurchmesser entzieht sich ohnehin unseren Vorstellungen:

Beschießt man einen Kern mit freien Neutronen, so weist jeder Kerntyp einen anderen Einfangradius auf. Weil der oft überraschend groß ist, wurde die Einheit barn=Scheunentor benannt.

Bor und Cadmium haben z.B. sehr große Einfangradien, weshalb sie zum Neutronenfangen in Kernreaktoren besonders gut geeignet sind (als Steuerstäbe oder -wie in Fukushima- zum Unterbinden der Gefahr einer weiteren Kernreaktion in der ausgelaufenen Schmelze.

Darüberhinaus ist der Einfangradius von der Geschwindigkeit der Neutronen abhängig, was den schnellen Brüter so gefährlich macht:

  • beim normalen Uran-235 sinkt er, wenn die Elektronen schneller werden,
  • beim Plutonium steigt er. Das passiert schon im thermischen Bereich.


Überhitzt sich ein Uran-Reaktor, gibts eine Abschwächung der Einfangwahrscheinlichkeit, beim Plutonium eine Steigerung! Das muss von der Gegenregulierung abgefangen werden, die deshalb noch kritischer ist als beim Uranreaktor.

Kommentar von Usedefault ,

Ich bin seit 7 Jahren mit der Schule fertig und seither fast nur in der Immobilienbranche tätig. Alle meine Fragen unterliegen meinem Wissensdurst!

Kommentar von scatha ,

Was passiert nochmal im Weißen Zwerg ? Da sind ja durch die enormen Drücke die Atome tatsächlich verkleinert, bzw. die Elektronen nehmen wegen des starken Druckes weniger Platz ein als sie normalerweise täten.

Kommentar von Iamiam ,

Das sind überirdische Drücke. aus Wikipedia, weisse Zwerge, Kap. Energietransport, Punkt Wärmeleitung:

..dass die irdischen [Aussen-] Metallelektronen ebenso entartet sind wie diejenigen in einem Weißen Zwerg,...

Antwort
von nowka20, 10

scheinbare erkenntnisse darüber sind lediglich wissenschaftsmoden

Kommentar von Usedefault ,

Aber lamiam scheint davon überzeugt zu sein, dass die Größe der Atomkerne konstant bleibt.

Kommentar von scatha ,

Da wird lamiam wohl recht haben, er kennt sich aus.

Kommentar von scatha ,

Ich finde, man sollte genauer sagen: Die Interpretation dieser Erkenntnisse ist eine Mode, ebenso das Weltbild, das den Kontext dazu gibt. Die Erkenntnisse selber dürften unabhängig vom Weltbild gültig sein.

Kommentar von nowka20 ,

danke scatha

Antwort
von psalterium, 46

Die Materie wird komprimiert, d.h. Atome bzw. Moleküle "rücken" näher zusammen. Die Atomradien bleiben unbeeinflusst.

Zum näheren Verständnis des Atomaufbaus empfehle ich dir, dich mit dem Rutherford'schen Goldfolien-Experiment zu beschäftigen.

Kommentar von Usedefault ,

Das Rutherford-Experiment gibt ja keine Rückschlüsse darüber, ob die Protonen im Kern gestaucht werden, wenn zwei Atome kollidieren.

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