Atom

Ein Atom ist der kleinste Baustein von Materie, der durch chemische Prozesse nicht weiter teilbar ist (altgriechisch „átomos“ = „unteilbar“). Atome bestehen aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Der Atomkern enthält 99,9 % der Masse (Energie) des Atoms, ist jedoch zehn- bis hundertausendfach kleiner als die Atomhülle.

Ein Atomkern besteht aus mindestens einem Proton und einer Anzahl von Neutronen. Da ein Proton grundsätzlich positiv geladen ist und Neutronen grundsätzlich elektrisch neutral sind, ist ein Atomkern immer positiv geladen. Protonen und Neutronen eines Atomkerns werden zusammen als Nukleonen bezeichnet, die Anzahl der Nukleonen wiederum als Massenzahl.

 

Die Anzahl der Protonen eines Atoms wird als Ordnungszahl oder Kernladungszahl bezeichnet. Jede Atomsorte (Nuklid) mit der gleichen Anzahl von Protonen gehört zu ein und demselben Element. Beispielsweise hat jedes Kohlenstoffatom 6 Protonen und somit die Ordnungszahl 6 im Periodensystem der Elemente (PSE). Die Anzahl der Neutronen einer Atomsorte kann hingegen unterschiedlich sein, d.h. die Massenzahl – also die Anzahl der Nukleonen – variiert.

 

Die Anzahl von Protonen und Neutronen eines Atomkerns können sich unter normalen Bedingungen nicht durch chemische Prozesse ändern. Eine Änderung der Anzahl von Protonen und Neutronen erfolgt nur in bestimmten Prozessen wie beispielsweise Kernspaltung (Zerlegung von Atomkernen) oder Kernfusion (Verschmelzung von Atomkernen).

Die von außen zugänglichen Eigenschaften eines Atoms wie beispielsweise seine Größe, seine möglichen Arten der chemischen Bindung der seine mögliche Bildung eines Moleküls oder Kristalls werden überwiegend durch die Atomhülle bestimmt.

 

Die Atomhülle besteht aus Elektronen, also negativ geladenen Teilchen. Sie werden vom positiv geladenen Atomkern angezogen und von ihm gebunden. Da die elektrische Ladung eines Protons und Elektrons betragsmäßig gleich ist – sich also nur ihr Vorzeichen unterscheidet – sind Atome mit gleicher Anzahl von Protonen und Elektronen elektrisch neutral. Man spricht dann vom Neutralzustand eines Atoms oder chemischen Elements.

 

Werden bei einem Atom im Neutralzustand Elektronen der Atomhülle durch chemische Prozesse entfernt oder hinzugefügt, ist das Atom nach außen elektrisch geladen. Der Atomkern bleibt unverändert. Ein Atom mir elektrischer Ladung wird als Ion bezeichnet.