Materie

Aufbau

Alle Festkörper, Flüssigkeiten und Gase setzen sich aus Atomen zusammen. Atome haben Massen von 10⁻²⁷ bis 10⁻²⁵ kg. Sie bestehen aus einem elektrisch positiv geladenen Atomkern mit einem Radius von 1 bis 10 Femtometer, der über 99,9 % der Gesamtmasse des Atoms trägt. Er ist von einer elektrisch negativ geladenen Elektronenhülle mit einem Radius 0,1 bis 1 Nanometer umgeben. Der Radius der Elektronenhülle ist also etwa 10.000 Mal so groß wie der des Atomkerns.

Nähert man zwei Atome bis auf wenige Atomradien einander an, so ziehen sie sich im Allgemeinen gegenseitig an. Dies ist die Ursache dafür, dass Materie Festkörper bilden kann. Nähert man sie einander weiter an, sodass der Abstand der beiden Atomkerne kleiner als die Summe der Radien der beiden Elektronenhüllen wird, stoßen sie sich hingegen stark ab. Dies ist die Ursache dafür, dass Materie ein bestimmtes Volumen einnimmt und dass Festkörper und Flüssigkeiten fast inkompressibel sind.

Die Ladungen des Atomkerns und der Elektronenhülle sind jeweils exakt ganzzahlige Vielfache der Elementarladung. Sind sie einander gleich, ist das Atom neutral, ansonsten bezeichnet man es als Ion. Positiv geladene Ionen (Kationen) haben einen Ladungsüberschuss im Kern, negativ geladene (Anionen) haben einen Ladungsüberschuss in der Elektronenhülle.

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