Anzahl und Art der Elementarteilchen Kohlenstoff
Wie kann man die Anzahl und Art der Elementarteilchen von Kohlenstoff herleiten , also woher soll man die Anzahl der Elementarteilchen wissen ? und zu welcher art gehört es ? Tut mir Leid Chemie gehört nicht zu meinen Lieblingsfächern.
6 Antworten
Erste Annahme meinerseits: mit Elementarteilchen meinst Du Atome.
Deine Frage muss sich dann auf eine Stoffportion beziehen, also auf 1 kg Kohlenstoff zum Beispiel. Wieviele C-Atome es insgesamt, im Universum gibt, ist schwierig abzuschätzen.
Sagen wir, es geht um 1 kg. Ein Mol C enthält 6,022 x 10^23 Atome und wiegt 12 g. Dann enthält ein Kilo C 1000/12 x 6,022^23 = 5 x 10^25 Atome.
Wenn Du mit Elementarteilchen die Bausteine der Atome meinst (das wäre eigentlich korrekt), reden wir von je 6 verschiedenen Quarks und Leptonen, von Eichbosonen und dem Higgs-Teilchen. Dann aber musst Du die Physiker fragen, das hat mit Chemie nichts zu tun.
Wie kann man die Anzahl und Art der Elementarteilchen von Kohlenstoff herleiten , also woher soll man die Anzahl der Elementarteilchen wissen ?
Aktuelle Forschung: http://de.wikipedia.org/wiki/Kilogramm#Avogadroprojekt
und zu welcher art gehört es ?
¹²C? Atome.
Tut mir Leid Chemie gehört nicht zu meinen Lieblingsfächern.
Tut mir leid für Dich: Dann taugt euer Lehrer nichts. Wobei die Avogadro-Konstante eher nach Physik gehört als nach Chemie.
Die arrogante Bemerkung, der Lehrer tauge nichts, weil der Fragesteller Chemie nicht mag, ist absolut daneben. Im übrigen gehört die Avogadro-Konstante selbstverständlich in die Chemie - mit so einer Bemerkung disqualifizierst Du Dich gewaltig.
Abgesehen davon weißt Du wahrscheinlich gar nicht, was ein Elementarteilchen ist ...
Die arrogante Bemerkung, der Lehrer tauge nichts, weil der Fragesteller Chemie nicht mag, ist absolut daneben.
Finde ich nicht. Chemie ist ein Fach, bei dem der Lehrer Begeisterung bei den Schülern wecken kann - oder sie einschläfert.
Im übrigen gehört die Avogadro-Konstante selbstverständlich in die Chemie - mit so einer Bemerkung disqualifizierst Du Dich gewaltig.
Was tragen die Elektronen zur Avogadro-Konstante bei? Nichts? Also ist es Physik.
Abgesehen davon weißt Du wahrscheinlich gar nicht, was ein Elementarteilchen ist ..
Vorgestellt hat sich mir noch keines, stimmt.
Aha. Dann ist der Lehrer alleine dafür verantwortlich, ob Schüler desinteressiert sind?
Nein. Auch auf Seiten der Schüler gibt es Nieten. Aber über die wollen wir doch nicht reden, oder?
Vom Rest wollen wir mal gar nicht reden.
Der interessiert mich hier viel mehr.
Zu "Lehrer" gibts keine Definition, dies ist nur Meinung. Und da kann ich mit anderen gut leben. Avogadro: "Avogadro-Konstante [nach A. Avogadro], Formelzeichen NA, grundlegende physikalische Naturkonstante; [...]" (Brockhaus Wissens-Center), gleicher Ansicht Wikipedia und chemie.de
Nimm ein Periodensystem zur Hand und suche Kohlenstoff (Symbol C). Du wirst es in der 4. Spalte in der 2. Periode finden (Mitte oben). Es hat die Nummer 6 und die Massenzahl 12.
Diese Informationen sind schon ausreichend, um alles über den Aufbau des C-Atomkerns zu wissen. Es hat also 6 Potonen (+) und natürlich auch 6 Elektronen (-), da es als Atom ja elektrisch neutral ist. Da es die 12 atomare Masseeinheiten hat (12 u) hat, ein Proton aber nur 1 u Masse hat, müssen auch noch 6 weitere "schwere" Teilchen ohne Ladung im Kern sein. Dies sind die Neutronen. Zusammen haben 6 Protonen und 6 Neutronen die Masse 12 u. Die Elektronen sind so leicht, dass man sie bei der Massenberechnung weg lassen kann.
Man könnte jetzt noch ablesen, dass die Hülle auch eine Struktur hat, nämlich dass sie aus 2 Schalen (Energiestufen) besteht, wobei 2 Elektronen in der niedrigsen Energiestufe oder Schale sind und 4 in der 2. Schale sich aufhalten.
fertig.
Werfen Sie einen Blick ins Periodensystem, dort sehen Sie, dass der Kohlenstoff eine Relative Atommasse von 12 hat, die ist identisch mit der Anzahl der Nukleonen. Gleichzeitig sehen Sie auch, Kohlenstoff hat die Ordnungszahl 6, sie gibt an, wieviel Protonen der Kern enthält, bei einem neutralen Atom ist dies auch gleich der Anzahl der Elektronen in der K-Schale (nämlich 2) und der L-Schale (nämlich 4), also zusammen 6. Die Differenz von Relativer Atommasse (12) und der Ordnungszahl (6), ergibt die Anzahl der Neutronen.
Kohlenstoff 12 besteht also aus 6 Protonen, 6 Neutronen und 6 Elektronen. Ein solches Atom, das durch Protonen- und Neutronenzahl exakt bestimmt ist, nennt man ein Nuklid. Elemente, die aus gleichen Nukliden zusammengesetzt sind, nennt man Reinelemente.
Der Kohlenstoff zählt aber nicht dazu; wenn Sie genau hinschauen, sehen Sie eine relative Atommasse von 12,011; das liegt u.a. daran, dass auch andere C-Nuklide am Aufbau des Kohlenstoffs beteiligt sind, zum Beispiel das für die Altersbestimmung von Holzgegenständen wichtige Radionuklid Kohlenstoff 14, das aus 6 Protonen, sechs Elektronen und 8 Neutronen besteht. Kohlenstoff ist also ein Mischelement, weil es sich aus mehreren C-Nukliden zusammensetzt.
Da die chemischen Eigenschaften eines Elementes nahezu ausschließlich von den Elektronen der Außenschalen bestimmt werden, nehmen alle Komponenten eines Mischelementes im Periodensystem den gleichen Platz ein und heißen daher Isotope (griech. isos = gleich, topos = Ort).
Mal angenommen, mit "Elementarteilchen " seien nicht Atome, sondern deren Bauteile gemeint, also Protonen, Neutronen, Elektronen: Herleiten aus einem Experiment kann man das als Schüler nicht.
Aber man kann es mit einem Blick auf das in jedem Chemiesaal an der Wand hängende PSE (Periodensystem der Elemente) ableiten. Dort steht die Ordnungszahl 6 des Kohlenstoffs, das bedeutet, er hat 6 Protonen und 6 Elektronen.
Im PSE steht auch die Atommasse 12. Diese entspricht der Summe aus Protonen und Neutronen, da Elektronen eine viel kleinere Masse haben. Also müssen es auch 6 Neutronen sein.
genau 1000 C-Atome. Kleine Replik.