Bevor der Begriff chemisches Element, wie wir ihn heute kennen, existiert hat, hatte er noch eine andere Bedeutung: Früher haben die Menschen ein Element noch nach der Vier-Elementen-Lehre definiert. Das heißt, sie waren der Meinung, es gibt nur vier Elemente: Feuer, Wasser, Erde und Luft.
Der Naturforscher Robert Boyle war einer der ersten Wissenschaftler, der die Lehre angezweifelt hat. Er war der Meinung, dass gemischte Stoffe aus chemischen Elementen bestehen. Das heißt, man kann die gemischten Stoffe in ihre einzelnen chemischen Elemente zerlegen.
Der Chemiker Antoine de Lavoisier hat die Theorie weiter entwickelt. Er kam zu dem Schluss, dass chemische Elemente durch keine chemischen Verfahren zerlegt werden können und auch nicht ineinander überführbar sind.
Die Idee, für jedes Element ein chemisches Zeichen einzuführen, stammt von dem Chemiker Jöns Jacob Berzelius. Seine Idee hat sich durchgesetzt, denn bis heute werden chemische Symbole für die Elemente verwendet.
Du bist gerade auf der Suche nach einem dualen Studium oder Ausbildungsplatz? Wir von Studyflix helfen dir weiter. Im Studyflix Ausbildungsportal warten über 40.000 freie Plätze auf dich. Schau doch mal vorbei.
Du willst wissen, wofür du das Thema Chemisches Element lernst? Über das Studyflix Jobportal kannst du dich auf die Suche nach Praxiserfahrung begeben. Hier warten über 40.000 Praktika, Werkstudentenstellen, Einstiegsjobs und auch Abschlussarbeiten auf dich. Schau doch mal vorbei.
Atome stellen die Aufbausteine für die Vielfalt der chemischen Verbindungen, der Salze, der Moleküle und für die gesamte Welt der Stoffe dar. Reines Gold ist zum Beispiel nur aus Gold-Atomen aufgebaut. Da noch niemand Gold-Atome gesehen hat, werden für die Atome Symbole eingeführt. Die Atome selbst wiederum sind aus ihren Komponenten, den Elementarteilchen, aufgebaut, und diese wiederum aus den Quarks. Neben den drei Elementarteilchen Protonen, Neutronen und Elektronen sind weitere bekannt, die aber am Aufbau eines Atoms im Hinblick auf die Masse keine wesentliche Rolle spielen. Die Protonen und Neutronen im Atomkern werden als Nukleonen bezeichnet. Die Summe aller Nukleonen in einem Atom ergibt die Nukleonenzahl.
NameAbkürzung (Ladung)
Ort
RuhemasseProton
p+
Atomkern
1,6724 × 10−24 gNeutron
n (keine)
Atomkern
1,6748 × 10−24 gElektron
e−Atomhülle
9,109 × 10−28 g
Es kann jede System-Ebene – der Stoff, das Atom und das Elementarteilchen – als eigenständiges System betrachtet werden. Dieses Prinzip lässt sich auch in der sichtbaren Welt bis zum Universum fortführen. Die Elementarteilchen bauen die Atome, die Atome die Moleküle, die Moleküle die Zellen auf, usw.:
Ein Atom hat nur sehr wenige Eigenschaften, die mit den Begriffen aus der Erfahrungswelt beschrieben werden können. Es ist zählbar, hat Masse, Raumsymmetrie (aber nicht Volumen!) Energie und Komposition. Die Eigenschaften eines Stoffes ist nicht reduzierbar auf dessen Komponenten: Gold-Atome haben keine Farbe. Erst eine bestimmte Art des Zusammenspiels von Komponenten und Kräften im System erzeugen den Glanz und den Farbeindruck goldgelb.
Im Periodensystem sind die elementaren Atome in aufsteigender Reihenfolge nach der Zahl der Protonen in ihren Atomen geordnet.
1 Wasserstoff-Atom hat 1 Proton (Wasserstoff: Ordnungszahl 1)
1 Helium-Atom hat 2 Protonen (Helium: Ordnungszahl 2)
1 Lithium-Atom hat 3 Protonen (Lithium: Ordnungszahl 3)
...
Die positive Ladung der Protonen im Atomkern wird durch die negative Ladung der Elektronen ausgeglichen. Das Element Nr. 1, Wasserstoff besitzt immer 1 Proton und 1 Elektron, es gilt:
Ordnungszahl = Protonenzahl = Kernladungszahl = Elektronenzahl = Elementnummer im PSE
Ein C-Atom besitzt 6 Protonen und 6 Neutronen im Atomkern und 6 Elektronen in der Atomhülle. Die Nukleonenzahl beträgt 12. Häufig wird die Nukleonenzahl über die Protonenzahl links neben das einzelne Elementsymbol geschrieben. Diese Schreibweise empfiehlt sich aber auf keinen Fall für das Periodensystem, weil die Nukleonenzahl sonst mit der relativen Atommasse verwechselt werden kann.Die Zahl links oben, die Massenzahl oder Nukleonenzahl gibt an, wie viele Nukleonen in einem Atom enthalten sind.
Die Zahl links unten gibt gleichzeitig die Ordnungszahl, die Kernladungszahl, die Protonenzahl und die Elektronenzahl an.
Bei der Schreibweise für die Isotope wird die Zahl links unten oft auch weggelassen. Man kann auch einfach nur C-12 mit einem Bindestrich schreiben. Da die Elektronen im Vergleich zu den Kernteilchen eine verschwindend geringe Masse besitzen, spielen sie in der Gesamtmasse praktisch keine Rolle. Es gilt:
Neutronenzahl = Massenzahl − Protonenzahl
Die elementaren Atome im Periodensystem sind mit steigender Ordnungszahl von links nach rechts in mehreren Perioden angeordnet. Da die Ordnungszahl der Protonenzahl und der Elektronenzahl entspricht, kann man auch sagen, dass die elementaren Atome mit steigender Protonen- oder Elektronenzahl angeordnet sind.
Die Entwicklung des Atombegriffs
Die Theorien zu den einzelnen Atomvorstellungen werden bei den Portraits über die entsprechenden Forscher oder bei den verlinkten Begriffen genauer ausgeführt.
Zeit, NameTheorieum 400 v.Chr.,Demokrit
„Átomos“ wird bei Demokrit als ein universelles, philosophisches Prinzip gesehen, der Mensch als „ein Kosmos im Kleinen“.