Elementarteilchen eines Elements im PSE?

PSE ist das Periodensystem.

Ich weiß die Frage ist bestimmt ein wenig komisch und einfach, aber ich stehe gerade komplett auf dem Schlauch. In meiner Chemiearbeit soll ich wissen wie viele Elementarteilchen in einem Element sind und dies im PSE ablesen. Ist die Ordnungszahl die Zahl, die die Elementarteilchen anzeigt oder ist dafür eine andere Zahl/ das doppelte usw. zuständig? Danke für die Antworten im voraus.

Answer 1

[DedeM]

Moin,

nennt eure Lehrkraft (und damit ihr) die Atombausteine Proton, Neutron und Elektron tatsächlich „Elementarteilchen”? Das trifft nach allgemeiner Auffassung nämlich nur auf das Elektron zu... Aber das hilft dir nicht weiter.

Die Zusammenhänge sind folgendermaßen:

Die Ordnungszahl eines Elements im Periodensystem der Elemente (PSE) gibt an, wie viele Protonen im Kern eines Atoms des entsprechenden Atoms vorhanden sind. Verkürzt merkst du dir also:

Ordnungszahl = Protonenzahl

Das Element Natrium (Na) steht auf Platz 11 im PSE. Daher haben Natriumatome elf Protonen in ihren Kernen. Schwefel (S) steht auf Platz 16. Darum haben Schwefelatome auch 16 Protonen im Kern... Klar?!

Außer den Protonen findest du in Atomkernen so gut wie immer auch Neutronen (nur normaler Wasserstoff hat kein Neutron im Kern; sein Kern besteht nur aus einem einzigen Proton - Ordnungszahl 1!).

In einem atomaren Teilchen haben nur Protonen und Neutronen eine nennenswerte Masse. Beide Teilchen haben etwa die Masse von 1 u (eine atomare Masseneinheit).
Die ebenfalls im Atom vorkommenden Elektronen haben dagegen eine Masse von gerade einmal circa 1/1835 u. Du brauchst also 1835 Elektronen, um gerade einmal auf die gleiche Masse von einem Proton (oder einem Neutron) zu kommen.
Darum vernachlässigt man in der Chemie die Masse der Elektronen und lässt sie einfach weg, denn selbst das schwerste aller Elemente, das Oganesson, hat nur 118 Elektronen in seinen (radioaktiven) Atomhüllen und ist damit noch sehr weit von der Masse eines Protons (oder Neutrons) entfernt.

Wir merken uns also, dass eine (nennenswerte) Masse in einem Atom nur Protonen und Neutronen haben. Darum ergibt die Summe dieser beiden Teilchen, die beide im Atomkern zu finden sind, die Masse des Atoms. Oder kurz:

Protonenzahl + Neutronenzahl = Massenzahl

Die Massenzahl findest du meist als hochgestellte Zahl VOR einem Elementsymbol. Die Ordnungszahl (= Protonenzahl) steht dagegen als tiefgestellte Zahl ebenfalls vor einem Elementsymbol. Beide Zahlen (Massenzahl und Ordnungs- = Protonenzahl stehen eigentlich untereinander vor dem Elementsymbol, aber das kann ich in diesem Textverarbeitungsprogramm nicht darstellen; deshalb sieht das zum Beispiel für Natrium näherungsweise so aus:

²³₁₁Na

Die Masse eines Natriumatoms beträgt also 23 u (obere Zahl), während ein Atomkern des Elements Natrium 11 Protonen hat (weil das die Ordnungszahl von Natrium im PSE ist; untere Zahl).

Aus diesen beiden Zahlen kannst du nun auch die Anzahl der Neutronen im Kern berechnen. Das machst du, indem du von der Massenzahl die Protonenzahl subtrahierst:

23 – 11 = 12

Du hast also in einem Atomkern des Elements Natrium 11 Protonen (Ordnungszahl!) und 12 Neutronen (weil Massenzahl – Protonenzahl = Neutronenzahl ergibt).

Und was ist jetzt mit den Elektronen?

Tja, die Elektronen befinden sich nicht wie die Protonen und Neutronen im Kern von Atomen, sondern in der Hülle.

In einem ATOM sind immer die gleiche Anzahl von Elektronen in der Hülle wie es Protonen im Kern gibt. ABER DAS GILT NUR FÜR ATOME! In Atomen gilt also verkürzt

Protonenzahl = Elektronenzahl (im Atom!!)

Wenn du also im PSE die Angabe

¹⁶₈O

findest, dann weißt du (ab jetzt), dass ein ATOM des Elements Sauerstoff

• 8 Protonen im Kern und
• (16 – 8 =) 8 Neutronen im Kern sowie
• 8 Elektronen in der Hülle hat.

Oder noch ein Beispiel:

²³⁸₉₂U

Ein Uranatom dieses Typs hat

• 92 Protonen im Kern und
• (238 – 92 =) 146 Neutronen im Kern sowie
• 92 Elektronen in der Hülle.

Alles klar?

Nur der Vollständigkeit halber: Ein Atom ist ein elektrisch neutrales Teilchen (es hat keine nach außen wirksame Ladung). Da die Protonen im Kern positiv geladen sind, müssen ihre Ladungen durch entsprechend viele negative Ladungsträger ausgeglichen werden. Die negativen Ladungsträger in einem Atom sind die Elektronen in der Hülle. Darum sind IN EINEM ATOM immer gleich viele Protonen wie Elektronen vorhanden. Und weil die Protonen im Kern zu finden sind, aber im Kern sonst nur noch die ungeladenen Neutronen vorhanden sind, entspricht die Protonenzahl auch der Ladung des Kerns (Kernladungszahl).

Damit haben wir alles zusammen, um folgendes Fazit ziehen zu können:

Ordnungszahl = Protonenzahl = Kernladungszahl
Protonenzahl = Elektronenzahl (IM ATOM!)
Protonenzahl + Neutronenzahl = Massenzahl (oder)
Massenzahl – Protonenzahl = Neutronenzahl

Viel Erfolg bei der Arbeit... Jetzt sollte es dir gut gelingen.

LG von der Waterkant

Answer 2

[steineinhorn]

Die Elementarteilchen eines Atoms sind Elektronen, Prototonen und Neutronen

Die Ordnungszahl entspricht der Anzahl an Protonen. Ein Element hat im neutralen Zustand genauso viele Elektronen wie Protonen.

Bleiben noch die Neutronen. Dafür braucht man die Atommasse des Elements (Die Masse kommt von den Protonen und Neutronen, die etwa gleichviel wiegen.) Wenn ich also die Zahl der Protonen von der Masse abziehe, habe ich die Zahl der Neutronen.

Ein Beispiel: Sauerstoff (Ordnungszahl 8, Atommasse 16)

Protonen: 8

Elektronen: auch 8

Neutronen: 16 - 8 = 8