Zusammenfassung über den Bau des Atoms

Zusammenfassung über den Bau des Atoms:
*Proton:
*Das Proton ist ein schweres Kernteilchen, das den Kern des (leichten)
Wasserstoffatoms darstellt. Es besitzt eine Einheit positiver
Elementarladung und Spin 0.5. Mit dem Neutron zusammen baut es die
Atomkerne aller Elemente auf. Die Anzahl Protonen in einem Atomkern
bestimmt dessen Elementzugehörigkeit. Das Proton ist nicht elementar, es
ist selbst aus drei Quarks
<http://lexikon.astronomie.info/stichworte/q.html#Quark> aufgebaut.
*Elektron:
*Das Elektron ist ein Elementarteilchen mit einer Einheit negativer
Elementarladung. Es hat eine Masse von 9.1094E-31 kg. Sein
Eigendrehimpuls (Spin) beträgt 0.5 und ist deshalb ein Fermion. Die
gesamte Chemie beruht auf der Wechselwirkung zwischen den Elektronen der
Atomhülle. Auch kann der elektrische Strom in Metallen als im Kabel
fliessende Elektronen aufgefasst werden.
*Neutron:
*Die Neutronen sind schwere, elektrisch neutrale Teilchen im Kern der
Atome. Sie haben Spin 0.5 und ein magnetisches Moment. Durch die
Kernkraft verhindert die Anwesenheit von Neutronen, dass der Kern durch
die Abstossung der Protonen untereinander zerbricht. Ein freies Neutron
zerfällt mit einer Halbwertszeit von 10.6 Minuten. Dabei entsteht ein
Proton <http://lexikon.astronomie.info/stichworte/p.html#Proton>, ein
Elektron <http://lexikon.astronomie.info/stichworte/e.html#Elektron> und
ein Anti neutrino
<http://lexikon.astronomie.info/stichworte/n.html#Neutrino> sowie 0.78 M
eV <http://lexikon.astronomie.info/stichworte/e.html#Elektronvolt>Energie.
*Quark*
Die Teilchen, aus denen der Atomkern besteht, die Neutronen und
Protonen, sind nicht elementar
<http://www.quantenwelt.de/elementar/unteilbar.html>. Sie bestehen aus
Teilchen, die man *Quarks* getauft hat. (Die Ähnlichkeit des Wortes mit
dem deutschen Wort für ein Milchprodukt ist Zufall.) In Neutronen und
Protonen befinden sich je zwei Arten von Quarks, die *up-Quarks* und die
*down-Quarks*. Das Proton hat zwei up- und ein down-Quark, beim Neutron
ist es genau umgekehrt.
*Proton*
Das Proton gehört zur Gruppe der Baryonen
<http://www.quantenwelt.de/elementar/baryonen.html>. Es kann als
Verbindung aus zwei Up-Quarks
<http://www.quantenwelt.de/elementar/quarks.html> und einem Down-Quark
beschrieben werden. Es ist positiv geladen. Die Ladung
<http://www.quantenwelt.de/klassisch/eigenschaften/ladung.html> eines
Protons ist genau entgegengesetzt zur Elektronenladung. Man nennt diese
Ladungsmenge auch Elementarladung. Das Proton ist etwa 2000 mal schwerer
<http://www.quantenwelt.de/klassisch/eigenschaften/masse.html> als das
Elektron <http://www.quantenwelt.de/elementar/elektronen.html>.
Das Proton ist das leichteste Baryon. Es kann deshalb nicht in leichtere
Baryonen zerfallen. Sollte es dennoch zerfallen können, so muss das über
eine *hyperschwache Wechselwirkung* geschehen, die noch schwächer ist
als schwache Kernkraft
<http://www.quantenwelt.de/kernphysik/kernkraft/schwache.html> und
Gravitation
<http://www.quantenwelt.de/klassisch/kraft/gravitation.html>. Dabei
könnten zum Beispiel zwei Quarks in ein Antiquark
<http://www.quantenwelt.de/elementar/antiteilchen.html> und ein Lepton
<http://www.quantenwelt.de/elementar/leptonen.html> umgewandelt werden.
Ein denkbarer Zerfall des Protons, der die Gesamtladung nicht ändern
würde, würde ein Pion <http://www.quantenwelt.de/elementar/pionen.html>
und ein Positron <http://www.quantenwelt.de/elementar/positronen.html>
(=Anti-Elektron) erzeugen.
*
Neutron*
Neutronen gehören, wie auch die Protonen
<http://www.quantenwelt.de/elementar/protonen.html> zu den Baryonen
<http://www.quantenwelt.de/elementar/baryonen.html>. Ein Neutron ist aus
einem Up-Quark <http://www.quantenwelt.de/elementar/quarks.html> und
zwei Down-Quarks aufgebaut. Es ist elektrisch neutral, wird also von
anderen Ladungen weder angezogen noch abgelenkt. Neutronen befinden sich
neben den Protonen <http://www.quantenwelt.de/elementar/protonen.html>
im Atomkern und sorgen dafür, dass der Kern stabil bleibt.
Die Masse <http://www.quantenwelt.de/klassisch/eigenschaften/masse.html>
freier Neutronen ist etwas größer, als die Protonenmasse. Freie
Neutronen sind deshalb nicht stabil. Ein freies Neutron zerfällt nach
etwa einer viertel Stunde in ein Proton
<http://www.quantenwelt.de/elementar/protonen.html>, ein Elektron
<http://www.quantenwelt.de/elementar/elektronen.html> und ein Neutrino
<http://www.quantenwelt.de/elementar/neutrinos.html>. Dieser Zerfall
heißt Beta-Zerfall
<http://www.quantenwelt.de/kernphysik/radio/betastrahlung.html> und wird
durch die schwache Kernkraft
<http://www.quantenwelt.de/kernphysik/kernkraft/schwache.html> bewirkt.
Obwohl die Neutronen also instabil sind, helfen sie, Atomkerne stabil zu
halten. Neutronen ziehen nähmlich über die starke Kernkraft
<http://www.quantenwelt.de/kernphysik/kernkraft/starke.html> andere
Neutronen und Protonen an, stoßen sich aber, als ungeladene Teilchen,
nicht durch die elektrische Kraft
<http://www.quantenwelt.de/klassisch/kraft/elektrisch.html> ab. Die
starke Wechselwirkung im Atomkern verhindert auch, dass im Kern
gebundene Neutronen zerfallen. Beta-Zerfall tritt nur in Kernen auf, in
denen die Neutronenzahl so groß ist, dass ein Kern mit einem Proton mehr
und einem Neutron weniger stabiler ist.
*Elementarteilchen*
Auf dieser Seite möchte ich eine Übersicht über die wichtigsten
Elementarteilchen geben. Streng genommen sind Elementarteilchen
Teilchen, die nicht weiter zerlegbar
<http://www.quantenwelt.de/elementar/unteilbar.html> sind. Natürlich
können wir nicht wissen, ob es noch elementarere Teilchen gibt, aus
denen die heute bekannten Teilchen aufgebaut sind. Deshalb zählt man
noch immer einige Teilchen zu den Elementarteilchen, die mit dem
modernen Standardmodell als zusammengesetzte Teilchen beschrieben
werden. Atome, die nach Demokrit
<http://www.quantenwelt.de/atomphysik/modelle/demokrit.html> "die
Unteilbaren" genannt werden, sind jedoch nicht unteilbar und gehören
nicht zu den Elementarteilchen.
Die verschiedenen Elementarteilchen unterscheiden sich durch
charakteristische Quanteneigenschaften
<http://www.quantenwelt.de/quantenmechanik/eigenschaften/>, die in einem
gesonderten Kapitel beschrieben werden. Einen tabellarischen Überblick
<http://www.quantenwelt.de/elementar/uberblick.html> über die
Elementarteilchen habe ich ebenfalls erstellt.
Elementarteilchen
aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
/Dieser Artikel befasst sich mit 'Elementarteilchen', den kleinsten
Bausteinen der Materie. Es gibt auch einen Roman von Michel Houellebecq
<http://de.wikipedia.org/wiki/Michel_Houellebecq> gleichen Namens,
dessen Artikel Sie unter Elementarteilchen (Roman)
<http://de.wikipedia.org/w/wiki.phtml?title=Elementarteilchen_%28Roman%29&action=edit>
finden./
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*Elementarteilchen* sind die kleinsten bekannten Bausteine der Materie.
Ihre Eigenschaften lassen sich nicht anschaulich beschreiben, da sie
aufgrund ihrer geringen Größe quantenmechanischen
<http://de.wikipedia.org/wiki/Quantenmechanik> Gesetzmäßigkeiten
gehorchen. Nachdem die Atomtheorie <http://de.wikipedia.org/wiki/Atom>
des Demokrit <http://de.wikipedia.org/wiki/Demokrit> sich durch die
Entwicklung der Chemie <http://de.wikipedia.org/wiki/Chemie> im 18.
Jahrhundert <http://de.wikipedia.org/wiki/18._Jahrhundert> bestätigte,
waren die Atome 'elementare' Teilchen.
Anfang des 20. Jahrhunderts
<http://de.wikipedia.org/wiki/20._Jahrhundert> wurde dann entdeckt, dass
Atome aus einem Atomkern (bestehend aus Protonen
<http://de.wikipedia.org/wiki/Proton> und Neutronen
<http://de.wikipedia.org/wiki/Neutron>) und einer Hülle (bestehend aus
Elektronen <http://de.wikipedia.org/wiki/Elektron>) aufgebaut sind. Das
Neutron ist kein stabiles Elementarteilchen, da es außerhalb des
Atomkerns radioaktiv zerfällt
<http://de.wikipedia.org/wiki/Radioaktiver_Zerfall>. Protonen und
Elektronen gelten als stabil.
Nach der Entdeckung der das Atom aufbauenden Elementarteilchen wurde
eine Vielzahl von instabilen Teilchen entdeckt. In die gleiche Zeit
fällt die Entdeckung der Antiteilchen
<http://de.wikipedia.org/wiki/Antiteilchen>.
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