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Thema des Monats Januar 2017 - Atom
Moderator: Rüdiger
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Erforschungsgeschichte 
Die Vorstellung vom atomaren Aufbau der Materie existierte bereits in der Antike. Aufgrund ihrer extrem geringen Größe sind einzelne Atome selbst mit den stärksten Lichtmikroskopen nicht zu erkennen, noch Anfang des 20. Jahrhunderts war ihre Existenz umstritten. Der endgültige Nachweis gilt als eine der bedeutendsten Entdeckungen in Physik und Chemie. Einen entscheidenden Beitrag lieferte Albert Einstein 1905, indem er die bereits seit langem bekannte, im Mikroskop direkt sichtbare Brownsche Bewegung kleiner Körnchen durch zufällige Stöße von Atomen oder Molekülen in deren Umgebung erklärte. Erst seit wenigen Jahrzehnten erlauben Feldionenmikroskope und Rastertunnelmikroskope, seit einigen Jahren zudem auch Elektronenmikroskope, einzelne Atome direkt zu beobachten. 
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Heinz
Mi 28. Dez 2022, 21:22 |
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33 Beiträge |
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Klassifizierung
Elemente Isotope Nuklide
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Heinz
Di 28. Sep 2021, 10:18 |
4 Themen |
27 Beiträge |
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Entstehung
Etwa eine Sekunde nach dem Urknall kamen die ständigen Umwandlungen zwischen den Elementarteilchen zur Ruhe, übrig blieben Elektronen, Protonen und Neutronen. In den darauf folgenden drei Minuten verbanden sich in der primordialen Nukleosynthese die vorhandenen Neutronen mit Protonen zu den einfachsten Kernen: Deuterium, Helium, in geringerem Umfang auch Lithium und möglicherweise in noch kleineren Mengen Beryllium und Bor. Die übrigen Protonen (86 %) blieben erhalten. Die ersten neutralen Atome mit dauerhaft gebundenen Elektronen wurden erst 380.000 Jahre nach dem Urknall in der Rekombinationsphase gebildet, als das Universum durch Expansion so weit abgekühlt war, dass die Atome nicht sogleich wieder ionisiert wurden. Die Kerne aller schwereren Atome wurden und werden durch verschiedene Prozesse der Kernfusion erzeugt. Am wichtigsten ist die stellare Nukleosynthese, durch die in Sternen zunächst Helium, anschließend auch die schwereren Elemente bis zum Eisen gebildet werden. Elemente mit höheren Kernladungszahlen als Eisen entstehen in explosionsartigen Vorgängen wie im r-Prozess in Supernovae und im s-Prozess in AGB-Sternen, die kurz vor dem Ende ihrer Lebensdauer sind.
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Rüdiger
Mo 16. Jan 2017, 00:36 |
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1 Beiträge |
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Vorkommen und Verteilung
Im beobachtbaren Universum liegen die Atome mit einer mittleren Dichte von 0,25 Atome/m³ vor. In der Verteilung der unterschiedlichen Elemente dominiert im Universum Wasserstoff mit rund 75 % der Masse, danach folgt Helium mit etwa 25 %. Alle schwereren Elemente sind viel seltener und machen nur einen kleinen Teil der im Universum vorhandenen Atome aus. Im Sonnensystem sind Wasserstoff und Helium vorwiegend in der Sonne und den Gasplaneten enthalten. Dagegen überwiegen auf der Erde die schweren Elemente. Die häufigsten Elemente sind hier Sauerstoff, Eisen, Silicium und Magnesium. Der Erdkern besteht vorwiegend aus Eisen, während in der Erdkruste Sauerstoff und Silicium vorherrschen.
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Heinz
Fr 17. Sep 2021, 12:50 |
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5 Beiträge |
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Bestandteile
Die beiden Hauptbestandteile eines Atoms sind der Atomkern und die Atomhülle. Die Hülle besteht aus Elektronen. Sie trägt mit weniger als 0,06 % zur Masse des Atoms bei, bestimmt aber dessen Größe und dessen Verhalten gegenüber anderen Atomen, wenn sie einander nahe kommen. Der Kern besteht aus Protonen und Neutronen, ist im Durchmesser zehn- bis hunderttausendmal kleiner als die Hülle, enthält aber mehr als 99,9 % der Masse des Atoms.
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Heinz
Fr 22. Jun 2018, 09:35 |
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Beobachtung
Indirekte Beobachtung Beobachtung einzelner Atome
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Heinz
So 22. Jan 2017, 11:28 |
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Kernspaltung
Die Entdeckung der Kernspaltung am 17. Dezember 1938 im Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin ist eines der bedeutendsten und folgenreichsten Ereignisse in der Geschichte der Naturwissenschaften. Bei der Bestrahlung von Uran mit Neutronen entstanden Spaltprodukte des Urans, u. a. das zuerst nachgewiesene Barium. Dieses entscheidende Ergebnis eines kernphysikalischen und radiochemischen Experiments von Otto Hahn wurde durch exzellent durchdachte chemische Analysen, ausgeführt von seinem Assistenten Fritz Straßmann, gefunden und bewiesen. In interdisziplinärer Zusammenarbeit wurde dieses unerwartete Ergebnis im Januar 1939 durch Lise Meitner und Otto Frisch erstmals theoretisch und kernphysikalisch gedeutet.
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Rüdiger
Fr 13. Jan 2017, 01:06 |
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7 Beiträge |
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Kernenergie
Unterstellt man, dass die bei beiden Reaktionen freiwerdende Energie mit einem Wirkungsgrad von 100 % in Wärme umgesetzt und zum Erwärmen von Wasser bis zu dessen Siedepunkt genutzt werden könnte, so kann man durch die Verbrennung von 1 mol = 12 Gramm Kohlenstoff etwa 1 Liter Wasser zum Kochen bringen, bei der Kernspaltung von 1 mol = 235 Gramm Uran sind es 5mal 10hoch7 Liter Wasser (= 50.000 Kubikmeter)!
Moderator: Rüdiger
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Letzter Beitrag von Rüdiger
Di 6. Feb 2024, 00:50 |
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