Atom

Eine Illustration des Heliumatoms im Grundzustand, die den Atomkern (rosa) und die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen (schwarz) darstellt. Der Heliumkern (oben rechts) ist in Wirklichkeit kugelsymmetrisch; das ist bei manchen größeren Atomkernen anders. Der schwarze Balken ist ein Ångström oder 0,1 nm oder 10⁻¹⁰ m lang.

Atome sind Grundbausteine der Materie. Der Name leitet sich vom griechischen átomos ab, was „das Unzerschneidbare“ bedeutet (von a ‚un-‘ und témnein ‚schneiden‘, häufig auch übersetzt mit „das Unteilbare“). Ein Atom ist die kleinste Einheit, in die sich Materie mit mechanischen oder chemischen Mitteln zerlegen lässt.

Fast zusammen mit der wissenschaftlich gesicherten Entdeckung der Atome zu Anfang des 20. Jahrhunderts wurde bemerkt, dass auch sie nicht unteilbar sind, sondern aus einer Atomhülle mit negativ geladenen Elektronen und einem positiv geladenen Atomkern bestehen. Später fand man heraus, dass der Atomkern aus positiv geladenen Protonen und ungeladenen Neutronen aufgebaut ist. Alle Atomsorten, die im neutralen Zustand dieselbe Anzahl Elektronen und damit Protonen besitzen, gehören zu ein und demselben chemischen Element. Die Anzahl der Neutronen in den Atomkernen eines Elements kann verschieden sein, dabei handelt es sich um Isotope des Elements.

Elektronen können durch elektrische Anziehung statt an einen auch an mehrere Atomkerne zugleich gebunden sein und dadurch solche Systeme zusammenhalten: Sie bilden Moleküle, die kleinsten Teile, die eine chemische Verbindung darstellen.

Verglichen mit alltäglichen Gegenständen sind Atome mit einem Durchmesser von etwa 0,1 nm winzig klein und deutlich kleiner als die Wellenlänge des Lichts. Einzelne Atome können daher nur mit speziellen Hilfsmitteln wie dem Rastertunnelmikroskop beobachtet werden. Entsprechend klein ist die Masse eines Atoms. Ein Wasserstoff-Atom wiegt ca. 10⁻²⁷ kg. Dabei sind über 99,9 % der Masse im Atomkern konzentriert, der verbleibende Rest ist die Elektronenmasse.

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