Atom Rechner
Berechne die Anzahl der Protonen, Neutronen und Elektronen in jedem Atom oder Ion. Bestimme Atommasse, Massenzahl, Ionenladungen, erkunde Isotope und suche jedes Element im Periodensystem.
Wie berechnet man Protonen, Neutronen und Elektronen?
Jedes Atom besteht aus drei subatomaren Teilchen: Protonen (positiv), Neutronen (neutral) und Elektronen (negativ). So findest du jedes:
- Protonen: Entspricht der Ordnungszahl (Z) — im Periodensystem zu finden
- Neutronen: Massenzahl (A) minus Ordnungszahl (Z): N = A - Z
- Elektronen: Bei neutralen Atomen gleich den Protonen. Bei Ionen: Elektronen = Z - Ladung
Kohlenstoff-12 hat 6 Protonen, 6 Neutronen und 6 Elektronen. Es ist ein stabiles Isotop und macht 98,9% des natürlich vorkommenden Kohlenstoffs aus.
Die berechnete Atommasse beträgt etwa 12,000 u. Die tatsächliche Masse kann aufgrund der Bindungsenergie (Massendefekt) leicht abweichen.
Das Natriumion (Na⁺) hat 1 Elektron abgegeben und besitzt damit 10 Elektronen bei 11 Protonen. Dies erzeugt eine +1 Ladung und macht es isoelektronisch mit Neon.
📊 Die ersten 20 Elemente
| Z | Symbol | Name | Masse | Elektronen |
|---|---|---|---|---|
| 1 | H | Wasserstoff | 1,008 | 1 |
| 2 | He | Helium | 4,003 | 2 |
| 3 | Li | Lithium | 6,941 | 3 |
| 4 | Be | Beryllium | 9,012 | 4 |
| 5 | B | Bor | 10,81 | 5 |
| 6 | C | Kohlenstoff | 12,01 | 6 |
| 7 | N | Stickstoff | 14,01 | 7 |
| 8 | O | Sauerstoff | 16,00 | 8 |
| 9 | F | Fluor | 19,00 | 9 |
| 10 | Ne | Neon | 20,18 | 10 |
| 11 | Na | Natrium | 22,99 | 11 |
| 12 | Mg | Magnesium | 24,31 | 12 |
| 13 | Al | Aluminium | 26,98 | 13 |
| 14 | Si | Silicium | 28,09 | 14 |
| 15 | P | Phosphor | 30,97 | 15 |
| 16 | S | Schwefel | 32,07 | 16 |
| 17 | Cl | Chlor | 35,45 | 17 |
| 18 | Ar | Argon | 39,95 | 18 |
| 19 | K | Kalium | 39,10 | 19 |
| 20 | Ca | Calcium | 40,08 | 20 |
Atommassen sind durchschnittliche Atommassen in atomaren Masseneinheiten (u). Quelle: IUPAC 2021.
📖 So verwendest du diesen Rechner
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Wähle „Atomaufbau" um Protonen/Neutronen/Elektronen zu finden, „Atommasse" für Massenberechnungen, „Ionen-Rechner" für geladene Atome oder „Element-Suche" um das Periodensystem zu erkunden.
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Gib die Ordnungszahl (Z), Massenzahl (A) und ggf. die Ladung ein. Nutze die schnellen Beispiele für häufige Atome wie Kohlenstoff-12 oder Sauerstoff-16.
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🔬 Was ist ein Atom?
Ein Atom ist die kleinste Einheit der Materie, die alle chemischen Eigenschaften eines Elements beibehält. Das Wort „Atom" stammt vom griechischen Wort „atomos", was unteilbar bedeutet – obwohl wir heute wissen, dass Atome aus noch kleineren Teilchen bestehen, den subatomaren Teilchen.
📌 Wichtige Definition
Ein Atom besteht aus drei Arten subatomarer Teilchen:
- Protonen (p⁺): Positiv geladen, im Atomkern, Masse ≈ 1,007 u
- Neutronen (n⁰): Keine Ladung (neutral), im Atomkern, Masse ≈ 1,009 u
- Elektronen (e⁻): Negativ geladen, umkreisen den Kern, Masse ≈ 0,00055 u
Der Aufbau eines Atoms
Atome haben zwei Hauptbereiche: den Atomkern im Zentrum, der Protonen und Neutronen enthält (zusammen Nukleonen genannt), und die Elektronenhülle, die den Kern umgibt und in der sich die Elektronen befinden.
Atomkern
Enthält 99,9% der Atommasse. Besteht aus Protonen und Neutronen, die durch die starke Kernkraft zusammengehalten werden.
Elektronenhülle
Bereich, in dem Elektronen wahrscheinlich zu finden sind. Elektronen befinden sich in Energieniveaus, genannt Schalen und Orbitale.
Protonen definieren Identität
Die Anzahl der Protonen bestimmt, welches Element ein Atom ist. Kohlenstoff hat immer 6 Protonen; Sauerstoff hat immer 8.
Elektrische Neutralität
In neutralen Atomen ist Protonen = Elektronen, wodurch positive und negative Ladungen ausgeglichen werden. Ionen haben ungleiche Anzahlen.
🔢 Ordnungszahl vs. Massenzahl
Zwei grundlegende Zahlen definieren jedes Atom: die Ordnungszahl (Z) und die Massenzahl (A). Das Verständnis des Unterschieds zwischen diesen ist essentiell für Chemie-Berechnungen.
🔵 Ordnungszahl (Z)
- Anzahl der Protonen im Kern
- Definiert, welches Element das Atom ist
- Im Periodensystem zu finden
- Ändert sich nie für ein bestimmtes Element
- Beispiel: Alle Kohlenstoffatome haben Z = 6
🟢 Massenzahl (A)
- Gesamtzahl von Protonen + Neutronen
- Variiert zwischen Isotopen
- Immer eine ganze Zahl
- Als Hochzahl geschrieben (z.B. ¹²C)
- Beispiel: Kohlenstoff-12 hat A = 12; Kohlenstoff-14 hat A = 14
Wichtige Formeln
Wobei: A = Massenzahl, Z = Ordnungszahl (Protonen), N = Anzahl der Neutronen
Umgestellt zur Berechnung der Neutronen: Neutronen = Massenzahl - Ordnungszahl
💡 Beispiel: Eisen-56
Gegeben: Eisen (Fe) hat Ordnungszahl 26, und wir betrachten das Isotop Eisen-56
- Protonen: Z = 26 (aus dem Periodensystem)
- Massenzahl: A = 56 (gegeben)
- Neutronen: N = A - Z = 56 - 26 = 30 Neutronen
- Elektronen: 26 (gleich den Protonen für neutrales Atom)
☢️ Isotope verstehen
Isotope sind Atome desselben Elements, die die gleiche Anzahl von Protonen, aber unterschiedliche Anzahlen von Neutronen haben. Das bedeutet, sie haben die gleiche Ordnungszahl, aber unterschiedliche Massenzahlen.
Warum Isotope wichtig sind
- Gleiche chemische Eigenschaften (gleiche Elektronenzahl)
- Unterschiedliche physikalische Eigenschaften (unterschiedliche Massen)
- Einige Isotope sind stabil; andere sind radioaktiv
- Verwendet in Medizin, Datierung und Forschung
Beispiele für häufige Isotope
| Element | Isotop | Protonen | Neutronen | Stabilität | Verwendung |
|---|---|---|---|---|---|
| Wasserstoff | ¹H (Protium) | 1 | 0 | Stabil | Häufigste Form |
| Wasserstoff | ²H (Deuterium) | 1 | 1 | Stabil | Schweres Wasser, NMR |
| Wasserstoff | ³H (Tritium) | 1 | 2 | Radioaktiv | Fusionsforschung |
| Kohlenstoff | ¹²C | 6 | 6 | Stabil | 98,9% des Kohlenstoffs |
| Kohlenstoff | ¹³C | 6 | 7 | Stabil | NMR-Spektroskopie |
| Kohlenstoff | ¹⁴C | 6 | 8 | Radioaktiv | Radiokarbondatierung |
| Uran | ²³⁵U | 92 | 143 | Radioaktiv | Kernbrennstoff |
| Uran | ²³⁸U | 92 | 146 | Radioaktiv | 99,3% des Urans |
Isotop-Notation
Isotope werden im Format AZX geschrieben, wobei A die Massenzahl, Z die Ordnungszahl und X das Elementsymbol ist. Da Z redundant ist (das Symbol verrät das Element), wird es oft weggelassen: ¹⁴C oder Kohlenstoff-14.
🔌 Ionen: Geladene Atome
Ein Ion ist ein Atom oder Molekül, das ein oder mehrere Elektronen aufgenommen oder abgegeben hat und dadurch eine elektrische Nettoladung besitzt. Anders als bei neutralen Atomen, wo Protonen gleich Elektronen sind, haben Ionen ein Ungleichgewicht.
➕ Kationen (Positive Ionen)
- Entstehen, wenn Atome Elektronen abgeben
- Protonen > Elektronen
- Typischerweise Metalle (Na⁺, Ca²⁺, Fe³⁺)
- Werden von negativen Elektroden angezogen
- Erreichen oft Edelgas-Konfiguration
➖ Anionen (Negative Ionen)
- Entstehen, wenn Atome Elektronen aufnehmen
- Elektronen > Protonen
- Typischerweise Nichtmetalle (Cl⁻, O²⁻, N³⁻)
- Werden von positiven Elektroden angezogen
- Füllen die äußere Elektronenschale
Elektronen in Ionen berechnen
Beispiele:
- Na⁺: 11 Protonen - (+1) Ladung = 10 Elektronen
- Cl⁻: 17 Protonen - (-1) Ladung = 18 Elektronen
- Ca²⁺: 20 Protonen - (+2) Ladung = 18 Elektronen
- O²⁻: 8 Protonen - (-2) Ladung = 10 Elektronen
Isoelektronische Spezies
Isoelektronische Spezies sind Atome oder Ionen mit der gleichen Elektronenzahl. Zum Beispiel haben Ne, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺, F⁻, O²⁻ und N³⁻ alle 10 Elektronen und sind isoelektronisch mit Neon.
| Spezies | Protonen | Elektronen | Ladung | Isoelektronisch mit |
|---|---|---|---|---|
| Na⁺ | 11 | 10 | +1 | Neon (Ne) |
| Mg²⁺ | 12 | 10 | +2 | Neon (Ne) |
| F⁻ | 9 | 10 | -1 | Neon (Ne) |
| O²⁻ | 8 | 10 | -2 | Neon (Ne) |
| K⁺ | 19 | 18 | +1 | Argon (Ar) |
| Cl⁻ | 17 | 18 | -1 | Argon (Ar) |
⚡ Elektronenkonfiguration
Die Elektronenkonfiguration beschreibt, wie Elektronen auf die verschiedenen Atomorbitale eines Atoms verteilt sind. Das Verständnis der Elektronenkonfiguration ist der Schlüssel zur Vorhersage des chemischen Verhaltens und der Bindung.
📌 Das Aufbauprinzip
Elektronen füllen Orbitale beginnend mit dem niedrigsten Energieniveau. Die Reihenfolge der Besetzung ist:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p
Orbitalkapazität
s-Orbitale
Kugelförmig. Jede s-Unterschale fasst 2 Elektronen. Ein Orbital pro Unterschale.
p-Orbitale
Hantelförmig. Jede p-Unterschale fasst 6 Elektronen. Drei Orbitale pro Unterschale.
d-Orbitale
Komplexe Formen. Jede d-Unterschale fasst 10 Elektronen. Fünf Orbitale pro Unterschale.
f-Orbitale
Sehr komplexe Formen. Jede f-Unterschale fasst 14 Elektronen. Sieben Orbitale pro Unterschale.
Beispiele für Elektronenkonfigurationen
| Element | Z | Vollständige Konfiguration | Edelgas-Notation | Valenz-e⁻ |
|---|---|---|---|---|
| Wasserstoff | 1 | 1s¹ | 1s¹ | 1 |
| Kohlenstoff | 6 | 1s² 2s² 2p² | [He] 2s² 2p² | 4 |
| Sauerstoff | 8 | 1s² 2s² 2p⁴ | [He] 2s² 2p⁴ | 6 |
| Natrium | 11 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ | [Ne] 3s¹ | 1 |
| Chlor | 17 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ | [Ne] 3s² 3p⁵ | 7 |
| Eisen | 26 | 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶ | [Ar] 4s² 3d⁶ | 2 (oder 8) |
⚠️ Ausnahmen von den Regeln
Einige Elemente haben unerwartete Elektronenkonfigurationen aufgrund der Stabilität von halbgefüllten oder vollständig gefüllten d-Orbitalen:
- Chrom (Z=24): [Ar] 4s¹ 3d⁵ (nicht 4s² 3d⁴)
- Kupfer (Z=29): [Ar] 4s¹ 3d¹⁰ (nicht 4s² 3d⁹)
⚖️ Atommasse: Berechnung und Konzepte
Atommasse (auch Atomgewicht genannt) ist die Masse eines Atoms, typischerweise ausgedrückt in atomaren Masseneinheiten (u) oder Dalton (Da). Das Verständnis des Unterschieds zwischen Atommasse und Massenzahl ist entscheidend für die Chemie.
Massenzahl (A)
- Nur ganze Zahlen
- Zählt einfach Protonen + Neutronen
- Spezifisch für ein Isotop
- Beispiel: Kohlenstoff-12 hat A = 12
Atommasse
- Präziser Dezimalwert
- Berücksichtigt Bindungsenergie
- Durchschnitt aller Isotope (gewichtet)
- Beispiel: Kohlenstoff-Atommasse = 12,011 u
Atommasse berechnen
Wobei:
- mp = Protonenmasse = 1,007276 u
- mn = Neutronenmasse = 1,008665 u
- me = Elektronenmasse = 0,000549 u
Massendefekt und Bindungsenergie
Die tatsächliche Atommasse ist etwas geringer als die Summe ihrer Teile. Diese Differenz wird Massendefekt genannt und entspricht der Bindungsenergie, die den Kern zusammenhält (E = mc²).
💡 Beispiel: Helium-4 Massendefekt
Erwartete Masse: 2(1,007276) + 2(1,008665) + 2(0,000549) = 4,032980 u
Tatsächliche Masse: 4,002602 u
Massendefekt: 4,032980 - 4,002602 = 0,030378 u
Diese „fehlende" Masse wurde in Bindungsenergie umgewandelt!
🔬 Eigenschaften der subatomaren Teilchen
Das Verständnis der Eigenschaften von Protonen, Neutronen und Elektronen ist grundlegend für die Atomphysik und Chemie. Hier ist ein umfassender Vergleich:
| Eigenschaft | Proton (p⁺) | Neutron (n⁰) | Elektron (e⁻) |
|---|---|---|---|
| Ladung | +1 (+1,602×10⁻¹⁹ C) | 0 | -1 (-1,602×10⁻¹⁹ C) |
| Masse (u) | 1,007276 | 1,008665 | 0,000549 |
| Masse (kg) | 1,673×10⁻²⁷ | 1,675×10⁻²⁷ | 9,109×10⁻³¹ |
| Ort | Atomkern | Atomkern | Elektronenhülle |
| Entdeckt von | Rutherford (1917) | Chadwick (1932) | Thomson (1897) |
| Quark-Zusammensetzung | uud | udd | Elementarteilchen |
| Stabilität (frei) | Stabil | ~10 min Halbwertszeit | Stabil |
📌 Wichtige Erkenntnisse
- Protonen sind ~1836-mal schwerer als Elektronen
- Neutronen sind etwas schwerer als Protonen (etwa 0,14%)
- Die Elektronenmasse wird bei Atommassenberechnungen oft vernachlässigt
- Freie Neutronen zerfallen über Beta-Zerfall in Protonen, Elektronen und Antineutrinos
❌ 6 Häufige Fehler bei Atomberechnungen
Selbst erfahrene Studenten machen diese Fehler. Vermeide diese häufigen Fallstricke bei der Berechnung von Atomeigenschaften:
Z und A verwechseln
Ordnungszahl (Z) sind nur Protonen. Massenzahl (A) sind Protonen + Neutronen. Merke: Z definiert das Element; A definiert das Isotop.
Falsches Vorzeichen bei Ionen
Elektronen = Z - Ladung. Bei Ca²⁺: 20 - (+2) = 18 Elektronen. Bei Cl⁻: 17 - (-1) = 18 Elektronen. Achte auf die Vorzeichen!
Massenzahl ≠ Atommasse
Massenzahl ist eine ganze Zahl. Atommasse ist eine präzise Messung, die Bindungsenergie-Effekte und Isotopendurchschnitte berücksichtigt.
Durchschnittsmasse für Isotope verwenden
Bei der Arbeit mit spezifischen Isotopen (wie C-14) verwende die Massenzahl, nicht die durchschnittliche Atommasse aus dem Periodensystem.
Isotope vergessen
Das gleiche Element kann unterschiedliche Neutronenzahlen haben. Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-14 sind beide Kohlenstoff, haben aber unterschiedliche Eigenschaften.
Elektronenkonfigurations-Reihenfolge
4s füllt sich vor 3d! Folge dem Aufbauprinzip sorgfältig. Nutze die Diagonalregel oder merke dir die Reihenfolge.
🌍 Praktische Anwendungen
Das Verständnis der Atomstruktur ist nicht nur akademisch – es hat entscheidende Anwendungen in vielen Bereichen:
🏥 Medizin und Gesundheitswesen
- Medizinische Bildgebung: Radioaktive Isotope (Tc-99m, I-131) für PET- und SPECT-Scans
- Krebsbehandlung: Strahlentherapie mit Co-60, Cs-137
- Diagnostik: Radioaktive Tracer zur Untersuchung der Organfunktion
- MRT: Basiert auf dem Verhalten von Wasserstoffkernen in Magnetfeldern
🏛️ Archäologie und Geologie
- Kohlenstoffdatierung: C-14-Zerfall misst Alter bis zu 50.000 Jahre
- Gesteinsdatierung: K-Ar, Rb-Sr, U-Pb Datierung für geologische Zeitskalen
- Forensik: Isotopenverhältnisse enthüllen geografische Herkunft
⚡ Energie und Industrie
- Kernkraft: U-235-Spaltung in Reaktoren
- Fusionsforschung: Deuterium- und Tritium-Fusion
- Rauchmelder: Am-241 Alpha-Teilchen-Ionisation
- Lebensmittelkonservierung: Gamma-Bestrahlung mit Co-60
🔬 Forschung und Chemie
- NMR-Spektroskopie: Verwendet spezifische Isotope (¹H, ¹³C) für Molekülstruktur
- Massenspektrometrie: Identifiziert Verbindungen anhand der Atommasse
- Tracer-Studien: Verfolgen biochemische Stoffwechselwege mit Isotopen-Markierung
✅ Expertenprüfung und Quellen
Dieser Rechner und der begleitende Inhalt wurden auf Grundlage etablierter Prinzipien der Atomphysik und Chemie entwickelt. Unsere Berechnungsmethoden entsprechen denen, die an akademischen Institutionen verwendet und von internationalen wissenschaftlichen Organisationen standardisiert werden.
Methodik
- Atomdaten von IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)
- Teilchenmassen von NIST (National Institute of Standards and Technology)
- Elektronenkonfigurationen nach IUPAC-Empfehlungen
- Periodensystem-Daten aktualisiert mit allen 118 Elementen
Genauigkeit
Berechnungen verwenden JavaScript-Gleitkomma-Arithmetik. Atommassen sind genau gemäß den von IUPAC veröffentlichten Standard-Atomgewichten. Für kritische wissenschaftliche Anwendungen konsultiere Primärliteraturquellen.
Dieses Tool ist für Bildungszwecke konzipiert. Für Forschungsanwendungen, die hohe Präzision erfordern, überprüfe die Ergebnisse mit maßgeblichen Datenbanken.
📚 Quellen und Referenzen
- IUPAC Periodensystem der Elemente
- NIST Atomgewichte und Isotopenzusammensetzungen
- PubChem Periodensystem
- Mortimer, C.E.: Chemie - Das Basiswissen der Chemie, Thieme
- Riedel, E.: Anorganische Chemie, De Gruyter
❓ Häufig gestellte Fragen
Wie finde ich die Anzahl der Protonen in einem Atom?
Die Anzahl der Protonen entspricht der Ordnungszahl (Z), die du im Periodensystem finden kannst. Jedes Element hat eine eindeutige Ordnungszahl. Zum Beispiel hat Sauerstoff immer 8 Protonen (Z=8), Gold hat immer 79 Protonen (Z=79). Die Ordnungszahl definiert, was für ein Element ein Atom ist.
Was ist der Unterschied zwischen Atomen und Ionen?
Atome sind elektrisch neutral – sie haben gleiche Anzahlen von Protonen und Elektronen. Ionen sind Atome, die Elektronen aufgenommen oder abgegeben haben und dadurch eine Nettoladung haben. Kationen sind positiv (haben Elektronen verloren); Anionen sind negativ (haben Elektronen gewonnen). Zum Beispiel hat Na 11 Protonen und 11 Elektronen, aber Na⁺ hat 11 Protonen und nur 10 Elektronen.
Warum haben Isotope unterschiedliche Massen?
Isotope desselben Elements haben die gleiche Anzahl von Protonen, aber unterschiedliche Anzahlen von Neutronen. Da Neutronen zur Masse beitragen (≈1 u pro Stück), bedeuten mehr Neutronen größere Masse. Kohlenstoff-12 hat 6 Neutronen; Kohlenstoff-14 hat 8 Neutronen, wodurch es etwa 17% schwerer ist.
Können Atome keine Neutronen haben?
Ja! Protium (¹H), das häufigste Wasserstoff-Isotop, hat 1 Proton und 0 Neutronen. Es ist das einzige stabile Atom ohne Neutronen. Schwerere Elemente brauchen Neutronen für Kernstabilität – ohne sie würden sich die positiven Protonen abstoßen und der Kern würde auseinanderfliegen.
Wie bestimmen Elektronen die chemischen Eigenschaften?
Chemische Eigenschaften hängen von Valenzelektronen (äußerste Schale) ab. Elemente mit ähnlichen Valenzelektronenkonfigurationen verhalten sich ähnlich – deshalb ist das Periodensystem in Gruppen organisiert. Natrium (1 Valenzelektron) und Kalium (1 Valenzelektron) bilden beide leicht +1 Ionen.
Was sind Valenzelektronen?
Valenzelektronen sind die Elektronen in der äußersten (höchsten Energie-) Schale eines Atoms. Sie nehmen an chemischen Bindungen teil. Bei Hauptgruppenelementen entspricht die Gruppennummer oft der Anzahl der Valenzelektronen: Gruppe 1 hat 1 Valenzelektron, Gruppe 17 hat 7 Valenzelektronen.
📋 FAQ - Weitere Fragen
Verwende die Formel: Neutronen = Massenzahl (A) - Ordnungszahl (Z). Finde die Ordnungszahl im Periodensystem und die Massenzahl aus der Isotop-Notation (z.B. die „14" in Kohlenstoff-14). Für ¹⁴C: 14 - 6 = 8 Neutronen.
Atommasse wird typischerweise in atomaren Masseneinheiten (u) ausgedrückt, wobei 1 u = 1,66054×10⁻²⁷ kg. Ein Kohlenstoff-12-Atom hat per Definition eine Masse von genau 12 u, oder etwa 1,99×10⁻²⁶ kg. Um u in kg umzurechnen, multipliziere mit 1,66054×10⁻²⁷.
In einem neutralen Atom entspricht die Anzahl der Elektronen der Anzahl der Protonen (die der Ordnungszahl entspricht). Dieses Gleichgewicht von positiven und negativen Ladungen macht das Atom elektrisch neutral. Sauerstoff (Z=8) hat 8 Protonen und 8 Elektronen, wenn es neutral ist.
Kernstabilität hängt vom Verhältnis von Neutronen zu Protonen ab. Leichte Elemente sind stabil mit N ≈ Z; schwerere Elemente brauchen mehr Neutronen. Das „Stabilitätsband" zeigt stabile Kombinationen. Zu viele oder zu wenige Neutronen machen Atome radioaktiv – sie zerfallen, um eine stabilere Konfiguration zu erreichen.
Die Ordnungszahl (Anzahl der Protonen) identifiziert jedes Element eindeutig. Elemente sind in Reihenfolge steigender Ordnungszahl angeordnet. Diese Organisation zeigt periodische Muster in den Eigenschaften: Elemente in derselben Spalte (Gruppe) haben ähnliches chemisches Verhalten, weil sie die gleiche Anzahl von Valenzelektronen haben.
Die Elektronenkonfiguration zeigt, wie Elektronen in Orbitalen verteilt sind (1s, 2s, 2p usw.). Sie bestimmt chemische Eigenschaften und Bindungsverhalten. Atome mit ähnlichen äußeren (Valenz-) Elektronenkonfigurationen haben ähnliche Eigenschaften – deshalb funktionieren die Gruppen des Periodensystems.
Ja! Wenn ein Atom Elektronen verliert, wird es zu einem positiven Ion (Kation) mit mehr Protonen als Elektronen. Zum Beispiel hat Na⁺ 11 Protonen, aber nur 10 Elektronen. Metalle bilden häufig Kationen, indem sie ihre Valenzelektronen abgeben.
Die vollständige Isotop-Notation ist ᴬ꜀X, wobei A die Massenzahl (hochgestellt), Z die Ordnungszahl (tiefgestellt) und X das Elementsymbol ist. Da Z durch das Symbol impliziert wird, schreibt man oft nur ᴬX oder Element-A. Beispiele: ¹⁴C, ²³⁵U, oder Kohlenstoff-14, Uran-235.
Die atomare Masseneinheit (u), auch Dalton (Da) genannt, ist definiert als genau 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms. Dies entspricht etwa 1,66054×10⁻²⁷ kg. Die Verwendung von u macht Massen auf atomarer Ebene zu handhabbaren Zahlen statt winziger Dezimalwerte.
Radioaktivität tritt auf, wenn ein Kern aufgrund eines ungünstigen Protonen-zu-Neutronen-Verhältnisses oder weil er zu groß ist, instabil ist. Der Kern emittiert spontan Teilchen (Alpha, Beta) oder Energie (Gammastrahlen), um stabiler zu werden. Alle Elemente mit Z > 82 (Blei) sind radioaktiv.