Wie sind Atome aufgebaut? Das Bohrsche Atommodell | Elektrotechnik Grundlagen #1
Summary
TLDRWillkommen bei 'Elektrotechnik einfach erklärt'! Dieses Video gibt einen Einblick in die Welt der Atome, insbesondere das Rutherford-Atommodell. Es erklärt, wie Atome aus Atomkernen mit Protonen und Atomhüllen mit Elektronen bestehen. Die Größenordnung zwischen Kern und Hülle wird veranschaulicht, die Schalenstruktur der Elektronen und die Bedeutung der Ordnungszahl im Periodensystem für die Anzahl von Elektronen und Protonen in einem Atom. Ein Beispiel mit dem Kupfer-Atom zeigt, wie man die Elektronenverteilung in den Schalen berechnet und die Rolle der äußersten Elektronen in der Elektrotechnik hervorhebt.
Takeaways
- 🌐 Die Welt der Atome ist das Thema des Videos, mit einem Fokus auf das Atommodell.
- 🔬 Ein Atom besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle, wobei der Kern Protonen enthält und die Hülle Elektronen.
- 🔴 Der Atomkern ist sehr klein im Vergleich zur Atomhülle; die Hülle ist etwa 10.000-mal größer.
- ⚛️ Die Elektronen bewegen sich auf sogenannten Bahnen um den Kern, die Schalen genannt werden.
- 📚 Die Ordnungszahl im Periodensystem gibt an, wie viele Protonen und Elektronen ein Atom hat.
- 🔢 Die Schalen eines Atoms werden alphabetisch benannt (K, L, M, N,...), beginnend mit der innersten Schale K.
- 💡 Die Anzahl der Elektronen in einer Schale kann mit der Formel \(2n^2\) berechnet werden, wobei \(n\) die Schalennummer ist.
- 🌰 Ein Beispiel ist das Kupferatom, das die Ordnungszahl 29 hat und daher 29 Protonen und Elektronen hat.
- 🔋 Kupfer ist ein wichtiges Material in der Elektrotechnik, oft für Kabel verwendet.
- 🌀 Die Elektronen auf der äußeren Schale, die Valenzelektronen, spielen eine wichtige Rolle in der Elektrotechnik.
- 👋 Das Video schließt mit der Ankündigung des nächsten Themas, der elektrischen Ladung.
Q & A
Was ist das Hauptthema des ersten Videos in der Reihe 'Elektrotechnik einfach erklärt'?
-Das Hauptthema des ersten Videos ist das Atommodell und wie Atome aufgebaut sind, um zu verstehen, wie zum Beispiel elektrischer Strom funktioniert.
Was besteht ein Atom grundsätzlich aus?
-Ein Atom besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Der Atomkern enthält Protonen und die Atomhülle die Elektronen.
Wie werden die Protonen im Atomkern dargestellt?
-Die Protonen im Atomkern sind in der Erklärung durch rote Kugelmodelle dargestellt.
Wo befinden sich die Elektronen eines Atoms?
-Die Elektronen befinden sich in der Atomhülle und kreisen auf bestimmten Bahnen um den Kern.
Wie groß ist der Atomkern im Vergleich zur Atomhülle, wenn man sich vorstellt, dass der Kern 1 Zentimeter im Durchmesser hat?
-Im Vergleich wäre die Atomhülle dann so groß wie ein Kirchturm mit einer Höhe von 100 Metern, also ungefähr 10.000-mal größer als der Kern.
Was bedeuten die sogenannten 'Schalen' in Bezug auf die Anordnung der Elektronen um den Atomkern?
-Die 'Schalen' beziehen sich auf die spezifischen Bahnen, auf denen die Elektronen um den Atomkern kreisen. Jede Schale kann eine bestimmte Anzahl von Elektronen aufnehmen.
Wie wird die innerste Elektronen-Schale eines Atoms genannt?
-Die innerste Elektronen-Schale wird als 'K-Schale' bezeichnet.
Was ist die 'Ordnungszahl' im Periodensystem der Elemente und welche Bedeutung hat sie?
-Die Ordnungszahl im Periodensystem ist eine fortlaufende Nummer, die jedem Element zugeordnet ist und angibt, wie viele Elektronen und Protonen das Atom eines Elements hat.
Wie viele Elektronen kann die L-Schale eines Atoms bei voller Besetzung aufnehmen?
-Die L-Schale kann bei voller Besetzung acht Elektronen aufnehmen.
Welches Element wird im Video als Beispiel für die Erklärung der Elektronen- und Protonenanzahl in einem Atom verwendet?
-Kupfer wird als Beispiel verwendet, da es in der Elektrotechnik ein wichtiger Werkstoff ist.
Was ist die Ordnungszahl von Kupfer und was bedeutet dies für die Anzahl der Elektronen und Protonen in seinem Atom?
-Die Ordnungszahl von Kupfer ist 29, was bedeutet, dass ein Kupferatom 29 Protonen im Kern und 29 Elektronen auf den Schalen hat.
Welche Rolle spielen die Elektronen in der äußersten Schale eines Atoms?
-Die Elektronen in der äußersten Schale, auch Valenzelektronen genannt, spielen eine wichtige Rolle in chemischen Reaktionen und sind für die elektrotechnischen Eigenschaften von Materialien verantwortlich.
Outlines
🌍 Einführung in die Welt der Atome
Das erste Video der Serie „Elektrotechnik einfach erklärt“ beginnt mit einer Einführung in die Atomwelt, speziell dem Bohrschen Atommodell. Es wird erläutert, dass das Verständnis von Atomen und deren Aufbau wichtig ist, um später Konzepte wie elektrischen Strom zu verstehen. Ein Atom besteht aus einem Atomkern, der Protonen enthält, und einer Atomhülle mit Elektronen.
🔴 Der Atomkern und seine Protonen
Protonen befinden sich fest im Atomkern und werden durch rote Kugeln dargestellt. Die Protonen können ihre Position nicht verändern, während die Elektronen in der Atomhülle auf bestimmten Bahnen um den Kern kreisen. Diese Bahnen, auch Schalen genannt, haben jeweils eine bestimmte Anzahl an Elektronen.
🔵 Die Elektronen und ihre Schalen
Elektronen kreisen auf Schalen um den Atomkern. Die innerste Schale heißt K-Schale, gefolgt von der L-Schale und so weiter. Die Anzahl der Elektronen auf jeder Schale kann mit einer Formel berechnet werden. Zum Beispiel befinden sich auf der zweiten Schale (L-Schale) bei voller Besetzung acht Elektronen.
🔢 Die Ordnungszahl im Periodensystem
Die Ordnungszahl eines Elements im Periodensystem gibt an, wie viele Protonen und Elektronen ein Atom dieses Elements besitzt. Diese Zahl ist wichtig, da sie das atomare Verhalten bestimmt. Zum Beispiel hat Wasserstoff die Ordnungszahl 1, was bedeutet, dass es ein Proton und ein Elektron hat.
🔄 Elektronenverteilung auf den Schalen
Die Verteilung der Elektronen auf den Schalen eines Atoms erfolgt von innen nach außen gemäß der Gesamtzahl der Elektronen. Für ein Kupferatom (Ordnungszahl 29) ergibt sich beispielsweise, dass es 2 Elektronen in der K-Schale, 8 in der L-Schale, 18 in der M-Schale und 1 in der N-Schale hat.
⚛️ Beispiel: Kupferatom
Kupfer ist ein wichtiges Material in der Elektrotechnik, besonders für Kabel. Ein Kupferatom hat 29 Protonen und 29 Elektronen. Diese verteilen sich auf die Schalen gemäß der Formel: 2 in der K-Schale, 8 in der L-Schale, 18 in der M-Schale und 1 in der N-Schale.
🔋 Die Bedeutung der Valenzelektronen
Die Elektronen auf der äußersten Schale eines Atoms werden Valenzelektronen genannt. Bei Kupfer gibt es nur ein Valenzelektron. Diese Valenzelektronen spielen eine wichtige Rolle in der Elektrotechnik, da sie für die chemischen Eigenschaften und die elektrische Leitfähigkeit eines Materials verantwortlich sind.
📚 Zusammenfassung und Ausblick
Das Video fasst zusammen, wie ein Atom aufgebaut ist und welche Bedeutung die Elektronen und Protonen haben. Das nächste Video wird sich mit der elektrischen Ladung beschäftigen und weiter auf den Grundlagen aufbauen. Bis dahin verabschiedet sich der Kanal und wünscht alles Gute.
Mindmap
Keywords
💡Atom
💡Bohrsches Atommodell
💡Proton
💡Elektron
💡Periodensystem
💡Schale
💡Ordnungszahl
💡Valenzelektron
💡Elektrische Ladung
💡Kern
Highlights
Willkommen bei 'Elektrotechnik einfach erklärt', einem YouTube-Kanal, der Elektronik-Themen für Anfänger erklärt.
Das erste Video beginnt mit dem Atommodell, um zu verstehen, wie Materie aufgebaut ist und wie elektrischer Strom funktioniert.
Ein Atom besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle, wobei der Kern Protonen enthält und die Hülle Elektronen.
Der Atomkern ist sehr klein im Vergleich zur Atomhülle, vergleichbar mit einem Zentimeter im Durchmesser gegenüber einem 100 Meter hohen Kirchturm.
Protonen im Kern sind fest, während Elektronen beweglicher sind und auf bestimmten Bahnen um den Kern kreisen.
Die Elektronenbahnen heißen Schalen und werden alphabetisch benannt (K-, L-, M-Schale usw.).
Die Anzahl der Elektronen und Protonen in einem Atom kann im Periodensystem der Elemente abgelesen werden.
Die Ordnungszahl im Periodensystem gibt an, wie viele Elektronen und Protonen ein Atom hat.
Die Schalen eines Atoms werden von innen nach außen mit Elektronen aufgefüllt, basierend auf der Gesamtzahl der Elektronen.
Die Formel 2n^2 hilft zu berechnen, wie viele Elektronen in einer Schale platziert sind.
Ein Kupferatom, das für Elektrotechnik wichtig ist, hat die Ordnungszahl 29 und somit 29 Protonen und Elektronen.
Die Elektronenverteilung im Kupferatom kann anhand der Schalennummer und der Formel 2n^2 berechnet werden.
Die äußerste Schale eines Atoms, die Valenzschale, ist für Elektrotechnik von großer Bedeutung.
Kupfer hat nur ein Elektron in der äußersten Schale, was für seine Elektrotechnikeigenschaften wichtig ist.
Die kommenden Videos werden sich mit der elektrischen Ladung und weiteren Aspekten der Elektrotechnik befassen.
Das Video bietet eine anschauliche Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik und die Bedeutung von Atomen.
Transcripts
hallo liebe youtube zuschauer willkommen
bei elektrotechnik einfach erklärt in
diesem ersten video fangen wir ganz
klein an und das wortwörtlich es wird
nämlich um die welt der atome gehen
genauer gesagt um das bursche atom
modell um später zu verstehen wie zum
beispiel elektrischer strom funktioniert
macht es sinn wenn man erst mal weiß wie
materie bzw atome aufgebaut sind und das
kann man sehr anschaulich an burschen
atom modell erklären also ein atom
besteht prinzipiell aus einem atomkern
und eine atom hülle im atomkern befinden
sich die sogenannten protonen die sind
jetzt hier durch die roten kugel
dargestellt und in der atom- hülle
befinden sich die elektronen dass mir
die blauen kugeln video angeordnet sind
schauen wir uns gleich auch noch an um
an einen großen bezug zwischen kern und
hülle zu bekommen stellen wir uns vor
der atomkern wäre extrem vergrößert und
hätte die größe eines kerns mit einem
durchmesser von einem zentimeter
dann wäre die atom hülle so groß wie ein
kirchturm mit einer höhe von 100 metern
im verhältnis ist die hülle also
ungefähr 10.000 mal größer als der kern
[Musik]
also wir wissen schon dass die protonen
im kern sitzen wie dabei ist dass die
festsitzenden das heißt sie können ihre
position nicht verändern
die elektronen dagegen sind deutlich
beweglicher und kreisen auf bestimmten
bahnen um den kern
diese bahn werden auch schon genannt auf
denen sich jeweils eine bestimmte anzahl
an elektronen befinden
die innerste schale heißt car schale
dann gehts alphabetisch weiter dhl
schale und so weiter jetzt ist natürlich
die frage wieviel elektron und proton
hat in ein atom eigentlich das können
wir am periodensystem ablesen
das sieht so aus müsste aus der schule
noch so vage bekannt sein
wir sehen jetzt hier dass jedes element
eine fortlaufende nummer heimeroth
eingeräumt das fängt links oben bei
wasserstoff mit ein
angeht dann bei helium mit zwei weiter
und so weiter und so fort
diese nummer ist wichtig sie wird
ordnungs sei genannt und diese
ordnungszahl sagt aus wie viele
elektronen und protonen das atom des
jeweiligen elements hat wichtig ist
außerdem dass die anzahl der elektronen
und protonen prinzipiell pro atom
gleiches okay jetzt wissen wir wie viele
elektronen und protonen das atom eines
bestimmten elements hat jetzt wollen wir
uns aber noch ganz genau wissen wie
viele elektronen kommen denn jetzt auf
die einzelnen zahlen
das kann man ganz easy berechnen und
zwar mit dieser formel hier das große n
ist die anzahl der elektronen pauschale
die wollen wir wissen und das kleine n
ist die schalen nummer für die zweite
schale die l schale sieht die rechnung
dann so aus großen ist gleich zweimal
zwei hoch 2 ergibt 8 auf der zweiten
schale sitzen also bei voller besetzung
acht elektronen die schalen eines atoms
werden also von innen nach außen mit
elektronen aufgefüllt abhängig von der
gesamtzahl der elektronen so jetzt
machen wir mal noch ein konkretes
beispiel um das ganze noch etwas
anschaulicher zu machen
wir nehmen dafür ein kupfer atom kupfer
deshalb weil es für die elektrotechnik
ein ziemlich wichtiger werkstoff ist zb
für kabel verwendet man entweder kupfer
oder aluminium um die anzahl von
protonen und elektronen eines kupfer
atoms herauszufinden werfen wir noch mal
einen blick auf das periodensystem wir
sehen kupfer steht hier ziemlich in der
mitte und hat die ordnungszahl 29 ein
koffer atom hat also 29 protonen im kern
und 29 elektronen auf den schalen nach
der formel von eben können wir jetzt
ausrechnen wie für elektronen sich
jeweils auf den schalen befinden
zwei befinden sich auf der k schale 8
auf der l schale 18 auf der ems halle
und dann bleibt noch eines übrig auf der
entscheide dies jetzt also nur zu einem
kleinen teil besitzt hier würden bis zu
32 elektronen platz haben
so jetzt zum abschluss noch etwas
wichtiges die elektronen auf der
äußerste schale werden weil es elektro
genannt bei kupfer ist das jetzt nur
eins die balletts elektronen haben eine
wichtige rolle in der 11
zur technik das werden wir uns in einem
der nächsten videos noch genauer
anschauen
ok jetzt wisst ihr wie ein atom
aufgebaut ist und wir haben schon mal
elektronen und protonen kennengelernt
das nächste video wird daran anknüpfen
es wird um die elektrische ladung ging
bis dahin macht gut und ciao
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