Daltons Modell deutet die kleinsten Teilchen als Atome, die für jedes Element charakteristisch und untereinander verschieden sind; damit erklärt es Masseerhaltung, konstante Massenverhältnisse und die Unterscheidung von Element, Verbindung und Gemisch. Das Periodensystem ordnet die Elemente nach steigender Ordnungszahl und wird als Informationsquelle nutzbar. Die Erweiterung des Teilchenmodells um die Atomsorte ist der Schritt vom allgemeinen Teilchen zum chemischen Atom. Erst er macht Reaktionsgleichungen und die spätere Bindungslehre möglich.
Woraus besteht ein Stück Kupfer — nach dem Atommodell von Dalton?
● Aus lauter gleichen, unteilbaren, kugelförmigen Kupferatomen.
○ Aus Kupferatomen, die jeweils einen Kern und eine Hülle besitzen.
○ Aus Kupfer-Materie, die sich beliebig fein weiter zerteilen lässt.
Nach Dalton (1803) sind Atome unteilbare, kugelförmige Teilchen; alle Atome eines Elements sind gleich, Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich. Kern und Hülle kommen erst in späteren Modellen — Dalton kannte sie noch nicht. Und beliebig teilbar ist Materie nach Dalton gerade nicht.
Im Periodensystem stehen alle Atome mit gleicher Protonenzahl in einem Feld – diese Atomarten nennt man ___.
✓ Antwort: Elemente
Ein chemisches Element ist ein Reinstoff, der aus nur einer Atomart (gleiche Protonenzahl) besteht. Im Periodensystem sind alle bekannten Elemente nach steigender Ordnungszahl (= Protonenzahl) geordnet.
Im Daltonschen Atommodell sind Atome bei chemischen Reaktionen unteilbar.
✓ Wahr
Richtig! Nach Dalton sind Atome die kleinsten, unteilbaren Bausteine der Materie. Bei chemischen Reaktionen werden sie nur umgruppiert. (Erst spätere Modelle wie das Kern-Hülle-Modell zeigten, dass Atome einen inneren Aufbau haben.)
Eisen hat im Periodensystem die Ordnungszahl 26. Was weißt du damit über ein Eisenatom?
● Es hat 26 Protonen im Atomkern.
○ Es hat 26 Neutronen im Atomkern.
○ Es wiegt 26 Gramm.
Die Ordnungszahl gibt die Anzahl der Protonen im Atomkern an — sie bestimmt, um welches Element es sich handelt. Die Neutronenzahl kann davon abweichen, und einzelne Atome wiegen unvorstellbar viel weniger als ein Gramm.
Im Periodensystem werden die Elemente in Metalle, Halbmetalle und ___ eingeteilt.
✓ Antwort: Nichtmetalle
Die Elemente im Periodensystem lassen sich in drei Gruppen einteilen: Metalle (links, z. B. Eisen, Kupfer), Nichtmetalle (rechts oben, z. B. Sauerstoff, Kohlenstoff) und Halbmetalle (dazwischen, z. B. Silicium).
Gold besteht aus nur einer Atomart — ein Element. Kohlenstoffdioxid (C und O) und Ammoniak (N und H) bestehen aus Atomen verschiedener Elemente, die chemisch gebunden sind — das sind Verbindungen.
Die Molekülformel von Wasser ist ___. Sie zeigt, dass ein Wassermolekül aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom besteht.
✓ Antwort: H₂O
Die Molekülformel H₂O gibt die genaue Zusammensetzung eines Wassermoleküls an: 2 Wasserstoffatome (H) und 1 Sauerstoffatom (O). Die tiefgestellte Zahl gibt die Anzahl der jeweiligen Atome im Molekül an.
Was kann man aus dem Periodensystem über ein Element ablesen?
● Ordnungszahl, Atomsymbol, Name und relative Atommasse
○ Nur den Namen des Elements
○ Die Siedetemperatur und den Geruch
Aus dem Periodensystem kann man für jedes Element die Ordnungszahl (Protonenzahl), das Atomsymbol (z. B. Fe für Eisen), den Namen und die relative Atommasse ablesen. Zusätzlich ergibt die Position Informationen über Metall/Nichtmetall.
Aus welchen zwei Elementen ist Wasser (H₂O) aufgebaut?
✓ Antwort: Wasserstoff und Sauerstoff
H steht für Wasserstoff (Hydrogenium), O für Sauerstoff (Oxygenium). Die kleine 2 zählt die Wasserstoffatome in einem Wassermolekül — sie gehört zur Formel und wird beim Ausgleichen von Reaktionsgleichungen nie verändert.
Welcher dieser Stoffe ist eine chemische Verbindung — kein Gemisch?
● Kochsalz (NaCl)
○ Meerwasser
○ Luft
Kochsalz besteht aus Natrium- und Chlor-Teilchen in einem festen Verhältnis und lässt sich nur durch eine chemische Reaktion wieder zerlegen — eine Verbindung. Meerwasser und Luft sind Gemische mit variabler Zusammensetzung, die sich physikalisch trennen lassen (z. B. durch Eindampfen).
Ein Holzscheit verbrennt im Lagerfeuer. Die Asche wiegt viel weniger als das Holz. Was ist mit den Atomen passiert?
● Kein Atom ist verschwunden — die "fehlende" Masse steckt in den entstandenen Gasen (CO₂ und Wasserdampf).
○ Ein Teil der Atome wurde beim Verbrennen vernichtet.
○ Die Atome sind beim Verbrennen leichter geworden.
Nach Dalton werden Atome bei chemischen Reaktionen nur umgruppiert, nie erzeugt oder vernichtet. Die Gesamtmasse bleibt erhalten — zählt man die unsichtbaren Gase mit, wiegen die Produkte genauso viel wie Holz plus verbrauchter Sauerstoff.
Sauerstoff (O₂) und Ozon (O₃) bestehen aus demselben Element, sind aber verschiedene Stoffe.
✓ Wahr
Richtig! Sowohl O₂ als auch O₃ bestehen aus Sauerstoffatomen (gleiches Element). Aber sie unterscheiden sich in der Anzahl der Atome pro Molekül und haben dadurch völlig verschiedene Eigenschaften. Man nennt sie Allotrope.
Sauerstoff hat die relative Atommasse 16. Was bedeutet das?
● Ein Sauerstoffatom ist 16-mal so schwer wie ein Zwölftel eines Kohlenstoff-12-Atoms.
○ Ein Sauerstoffatom wiegt 16 Gramm.
○ Ein Sauerstoffatom enthält 16 Neutronen.
Die relative Atommasse ist ein Vergleichswert, keine Masse in Gramm. Bezugsgröße ist die atomare Masseneinheit u = 1/12 der Masse eines ¹²C-Atoms. Ein einzelnes Atom wiegt weit weniger als ein Gramm, und die 16 zählt auch keine Neutronen — das häufigste Sauerstoffatom hat 8 Protonen und 8 Neutronen.
Im Englischen heißt das Element „sodium“. Von welchem Namen stammt sein Symbol Na?
✓ Antwort: Natrium
Natrium ist der neulateinische Name, und den benutzt auch das Deutsche — im Englischen heißt das Element „sodium“, das Symbol bleibt trotzdem Na. Symbole sind international, die Namen nicht.
Ein Atom hat das Symbol Si, nicht S. Welches Element ist es?
✓ Antwort: Silicium
S allein ist Schwefel. Ein zweiter, kleiner Buchstabe macht ein anderes Element daraus: Si ist Silicium, das in Sand steckt und aus dem Computerchips gemacht sind.
Co oder CO — welche Schreibweise steht für ein einziges Element (Cobalt)?
✓ Antwort: Co
Der zweite Buchstabe eines Elementsymbols wird immer klein geschrieben. CO mit zwei Großbuchstaben sind zwei Atome: C (Kohlenstoff) und O (Sauerstoff) — das giftige Gas Kohlenstoffmonooxid.
Welche dieser Beobachtungen kann das Daltonsche Atommodell NICHT erklären?
● Salzlösungen leiten elektrischen Strom — es gibt elektrisch geladene Teilchen.
○ Bei der Verbrennung von Kohlenstoff entsteht CO₂ immer im gleichen Massenverhältnis.
○ Beim Rosten von Eisen geht keine Masse verloren.
Daltons unteilbare Kugeln können keine Ladung tragen — für Ionen braucht man das Kern-Hülle-Modell mit Protonen und Elektronen. Feste Massenverhältnisse und Massenerhaltung erklärt Dalton dagegen mühelos; genau dafür wurde das Modell entwickelt.
Die Avogadro-Hypothese besagt, dass gleiche Volumina verschiedener Gase bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl an Teilchen enthalten.
✓ Wahr
Richtig! Die Avogadro-Hypothese (1811) ist grundlegend für die Chemie: Gleiche Volumina beliebiger Gase enthalten unter gleichen Bedingungen (Temperatur, Druck) die gleiche Teilchenzahl. Dies ermöglicht die Bestimmung von Molekülformeln aus Volumenverhältnissen.