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Mit Bauklötzchen, Legosteinen oder Mais-Flips kannst du unzählige verschiedene Dinge bauen: ein Haus, einen Hubschrauber, einen Hund, eine Sonne. Genauso ist es in der Natur. Kleine Bauteile, die sogenannten Atome, ergeben in verschiedenen Kombinationen alles, was uns umgibt. Und uns selbst auch.
Woraus besteht die Welt?
Wenn du die Geparde auf dem Bild mit zusammengekniffenen Augen oder aus der Ferne betrachtest, kannst du nicht erkennen, woraus sie bestehen. Ebenso kannst du nicht sehen, woraus z. B. ein menschlicher Körper wirklich besteht.
Was sagst du? Ein Mensch besteht aus Kopf, Rumpf, zwei Beinen und zwei Armen? Das stimmt.
Aber woraus besteht z. B. ein Arm? Auch klar, sieht man doch: Aus Oberarm, Ellbogen, Unterarm, Hand.
Und die Hand? Na, aus Handfläche, Fingern, Handgelenk.
Und ein Finger? Auch einfach: aus Haut, Haaren, Nagel.
War das alles? Nicht ganz. Der Finger besteht auch aus Knochen, Knorpeln, Nerven, Blutgefässen, Fett und Sehnen. Das alles sieht man nicht, weil es unter der Haut ist, aber es wäre für das Auge noch gut sichtbar.
Woraus bestehen aber nun die Haut oder die Muskeln? Aus sogenannten Zellen. Zellen kann man ohne technische Hilfsmittel nicht sehen, aber du kannst sie dir wie einen mit Wasser gefüllten Sack vorstellen.
Die Hülle dieses Sacks, aber auch alles andere im Sack, besteht aus kleinen Bauteilen, den sogenannten Molekülen. Manche Moleküle haben die Form von Ketten, andere von Kugeln.
Moleküle bestehen ihrerseits aus noch kleineren Bauteilen, den Atomen (hier als Legosteine dargestellt). Die Atome sind also die kleinsten Bauteile, aus denen alles in der Welt aufgebaut ist (Atome selbst sind auch aus noch kleineren Teilchen aufgebaut, aber das soll uns hier nicht weiter beschäftigen).
Wenige Arten von Bauteilen, unzählige Arten von "Bauwerken"
Es gibt verschiedene Sorten von Atomen, so wie es verschiedene Arten von Legosteinen gibt. Alle Atome einer Sorte fasst man zu einer Gruppe zusammen, einem sogenannten Element.
Es gibt 92 Elemente, die in der Natur vorkommen und noch einige, die von Forschern hergestellt wurden. Diese über 100 Elemente sind untereinander nicht gleich, sondern haben unterschiedliche Eigenschaften. Das ist ein bisschen wie bei den Legosteinen. Auch sie sind nicht ganz gleich. Manche sind rot und klein, andere grün und gross usw. Es sind alles Legosteine, aber doch etwas verschieden. Die Legosteine unterscheiden sich hauptsächlich in Grösse, Form und Farbe, die Elemente unterscheiden sich unter anderem in Grösse und Gewicht und in ihrer Fähigkeit sich mit anderen Elementen zu verbinden.
Diese Tabelle zeigt alle Elemente, die es auf der Welt gibt. Sie werden mit einem oder zwei Buchstaben bezeichnet. C steht für Kohlenstoff, H für Wasserstoff, O für Sauerstoff. Die Tabelle nennt man "Periodensystem der Elemente". Diese hier ist etwas vereinfacht, eine ausführliche Version davon gibt es hier.
Um beim Vergleich mit den Legosteinen zu bleiben, könnte man sagen, dass alle roten Legosteine mit sechs Zapfen, die es auf der Welt gibt, zum Element Kohlenstoff gehören, alle blauen mit vier Zapfen zum Element Wasserstoff und alle grünen mit acht Zapfen zum Element Sauerstoff.
Lebewesen bestehen zum grössten Teil aus den drei Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Wie weiter oben erwähnt, verbinden sich die Atome dieser (und einiger anderer) Elemente miteinander zu Ketten, die man Moleküle nennt. Ein Molekül besteht also aus zwei oder mehreren Atomen.
Die Atome in einem Molekül können zum selben Element gehören (z.B. ergeben 2 Sauerstoffatome das Molekül O2, also das Sauerstoffgas, das wir zum Atmen brauchen) ...
... oder sie gehören zu verschiedenen Elementen (z.B. ergeben 6 Kohlenstoffatome, 12 Wasserstoffatome und 6 Sauerstoffatome ein Molekül Traubenzucker, das als Energielieferant in deinem Körper dient).
Die Elemente Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff findet man aber nicht nur in Lebewesen, sondern z. B. auch in Kunststoff. Die Atome sind dort aber anders angeordnet als in einem Lebewesen und bilden andere Moleküle mit anderen Eigenschaften.