Atommodell

Schon um etwa 400 vor Christus überlegten sich griechische Naturphilosophen, dass alle Stoffe letztlich aus unteilbaren Teilchen aufgebaut sein müssen. Sie nannten diese Teilchen Atome (griech. atomos = unteilbar).

Auch heute verwenden wir noch den Begriff Atom für die kleinsten Bausteine der Materie, die auf chemischen Wege nicht mehr weiter zerlegt werden können. Wir wissen aber heute, dass auch die Atome mit speziellen nicht-chemischen Verfahren teilbar sind und aus noch kleineren Teilchen bestehen: den Protonen, Neutronen und Elektronen.

Atome bestehen aus einem Kern und einer Hülle. Der Atomkern ist 10 000-mal kleiner als das Atom und besteht aus Protonen (positiv geladenen Teilchen) und Neutronen (ungeladenen Teilchen). Die Atomhülle enthält die Elektronen (negativ geladene Teilchen). Das Bild soll den Größenunterschied verdeutlichen.

Atome können verschieden sein, da sie unterschiedlich viele Teilchen enthalten. Atome sind in Summe elektrisch neutral, da sie gleich viele Protonen wie Elektronen besitzen. Ein bestimmtes Element enthält nur Atome der gleichen Art. Der wichtigste Unterschied bei den Atomen aller Elemente liegt in der Protonenzahl. Die Protonenzahl gibt die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms an und wird deshalb auch Kernladungszahl genannt. Jedes Element enthält nur Atome mit einer speziellen Kernladungszahl.

Die Elektronen bewegen sich in der Atomhülle in bestimmten Bereichen. Diese Bereiche nennt man Schalen. Die Schalen werden freilich mehr und größer, je mehr Elektronen ein Atom besitzt und werden der Reihe nach von innen nach außen besetzt. Jede Schale hat nur für eine genau definierte Anzahl an Elektronen Platz. In der ersten Schale ist Platz für zwei Elektronen, in der zweiten Schale ist Platz für acht Elektronen, in der dritten Schale können 18 Elektronen sein. Mit der Formel 2n² kann man errechnen, wie viele Elektronen in der jeweiligen Schale, deren Nummer mit „n“ bezeichnet wird, Platz haben.

Für chemische Reaktionen sind nur die sogenannten Valenzelektronen von Bedeutung. Die Valenzelektronen sind Außenelektronen und befinden sich in der äußersten Elektronenschale. In jeder Schale können maximal acht Valenzelektronen sein. Haben in einer Schale mehr Elektronen Platz, so sind die restlichen Elektronen keine Valenzelektronen. Sie sind in Unterschalen, die (meistens) nicht für Reaktionen zur Verfügung stehen.

Für chemische Reaktionen sind nur die sogenannten Valenzelektronen von Bedeutung. Die Valenzelektronen sind Außenelektronen und befinden sich in der äußersten Elektronenschale. In jeder Schale können maximal acht Valenzelektronen sein. Haben in einer Schale mehr Elektronen Platz, so sind die restlichen Elektronen keine Valenzelektronen. Sie sind in Unterschalen, die (meistens) nicht für Reaktionen zur Verfügung stehen.