Wie berechne ich das Volumen eines Wasserstoffatoms?

1 Antwort

Genau genommen kann man das Volumen eines Atoms gar berechnen, denn es hat keine klaren Außengrenzen. Atome sind wolkige, unscharfe, ungefähre Gebilde.

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrogen_Density_Plots.png

https://www.leifiphysik.de/atomphysik/quantenmech-atommodell/grundwissen/wahrscheinlichkeitsverteilungen-beim-h-atom

Die Wellenfunktion des Elektrons in einem Wasserstoffatom kann man zwar mit der Schrödingergleichung ziemlich genau berechnen, und man kann sagen, daß sie angibt, wie das Elektron im Raum verschmiert ist, oder auch: wo es mit welcher Wahrscheinlichkeit gefunden würde, falls man es zwänge, an einem bestimmten Ort zu sein. Diese Wahrscheinlichkeit wird zwar weiter draußen immer kleiner, aber sie hört nirgends auf. Die Berechnung ergäbe also, daß das Volumen eines Wasserstoffatoms unendlich ist.

Erst wenn man eine makroskopische Stoffmenge hat, die aus vielen Atomen besteht, bekommt die Idee des "Atomvolumens" als Kollektivphänomen einen Sinn, den man mit meßbaren Größen in Zusammenhang bringen kann:

Von einem Tank voll Wasserstoffgas oder flüssigem Wasserstoff kann man sagen, daß er soundso viel Liter und soundso viele Atome enthält.

Das ist ein möglicher Weg, wie Du etwas herausbekommen kannst. Die Ergebnisse werden nicht eindeutig, sondern verschieden sein, je nachdem, in welchem Zustand der Wasserstoff ist, wenn Du ihn untersuchst.

Was Du an Hilfsinformationen brauchen kannst, sind die Avogadro-Zahl und das Molare Volumen.

Schau mal hier:

https://de.wikipedia.org/wiki/Atomradius

https://de.wikipedia.org/wiki/Molares_Volumen

https://www.frustfrei-lernen.de/chemie/atomradius-atomdurchmesser-wasserstoff.html