Atome (v. griech. a-tomos, unteilbar) sind die kleinsten Bausteine der Materie, so wie sie uns umgibt und wie wir sie aus der Erfahrung kennen. Würde man etwa ein Stück Gold mechanisch in immer kleinere und kleinere Stücke zerteilen und dies immer weiter fortsetzen, dann käme man letztlich zu einem nicht mehr mechanisch oder chemisch teilbaren Gold-Atom.
Es gibt rund hundert verschiedene Atomsorten, die so genannten Elemente, wobei diese sich durch die Anzahl der Protonen im Kern unterscheiden. Das kleinste Atom ist das Wasserstoffatom mit nur einem Proton im Atomkern. Eines der schwersten Atome ist das Uran-Atom mit 92 Protonen im Atomkern (siehe Periodensystem).
Atome bestehen aus einem Atomkern, der von einer Atomhülle umgeben ist. Der Radius des Atomkerns ist etwa um den Faktor 10.000 kleiner als der Radius der Atomhülle. Wenn man also vom Radius eines Atoms spricht, dann meint man immer den Radius der Atomhülle (im anderen Falle spricht man vom Kernradius). Der Atomradius schwankt zwischen 0,3·10-10 m und 2,62·10-10 m.
Der Atomkern wird aus Protonen und Neutronen gebildet. Er enthält fast die gesamte Masse des Atoms (>99.9%) und ist positiv geladen. Die Anzahl der Protonen bestimmt die Zugehörigkeit zu einem bestimmten Element. Sein Radius beträgt ungefähr 10-14 m
Bei Atomen mit der gleichen Anzahl Protonen, aber unterschiedlich vielen Neutronen im Kern spricht man von Isotopen des jeweiligen Elements.
Die Atomhülle wird von den Elektronen gebildet. Sie kompensiert durch ihre negative Ladung die Ladung des Atomkerns, so dass das Atom nach außen neutral ist. Enthält die Hülle mehr oder weniger Elektronen als der Kern Protonen, so spricht man von einem Ion. Man sollte sich ein Atom nicht wie eine feste Kugel vorstellen, obwohl sie in mancher Hinsicht nach außen wie eine elastische Kugel wirkt. Ernest Rutherford entwickelte nach der Entdeckung des Atomkerns bei Streuexperimenten das Rutherfordsche Atommodell, das um einen kleinen Atomkern kreisende Elektronen, quasi ein "Sonnensystem im Kleinen", beschrieb. Dieses Atommodell führte jedoch zum Problem, dass die Stabilität der Atome damit nicht erklärt werden konnte. Zudem fand man in der Folge heraus, dass Atome nur Licht bestimmter Wellenlängen aussenden konnte. 1913 entwickelte Niels Bohr ein Modell, nach dem die Elektronen nur auf ganz bestimmten Bahnen um den Atomkern kreisen konnten. Dieses Bohrsche Atommodell hat wesentlich zur Entwicklung der Quantenmechanik beigetragen, wurde aber schon bald als falsch erkannt. Man kann den Elektronen keine konkreten Bahnen zuschreiben; die Atomphysik spricht heute von Aufenthaltswahrscheinlichkeiten und Ladungsverteilungen der Elektronen (Orbitalmodell).
Die Chemie beschäftigt sich mit den Atomen und ihren Verbindungen, den Molekülen.
Die Physik beschäftigt sich u. a. mit dem inneren Aufbau der Atomhülle (Atomphysik), dem Aufbau der Atomkerne aus Elementarteilchen (Kernphysik) und weiter mit den Eigenschaften der Elementarteilchen (Elementarteilchenphysik).
Was besteht nicht aus Atomen ?
- alle Arten elektromagnetischer Strahlung
- z.B. Licht
Literatur
- Bernhard Bröcker u.a.: dtv Atlas Atomphysik : Taf. u. Texte. 6. Aufl. 1997. ISBN 3-423-03009-7.
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