Element, Verbindung und Atommodell
Wasser lässt sich aus Wasserstoff und Sauerstoff herstellen. Aber Eisen kannst du nicht in noch einfachere Stoffe zerlegen. Woran liegt das? Und was passiert eigentlich im Inneren der Stoffe, wenn eine chemische Reaktion abläuft? In diesem Abschnitt lernst du ein Modell kennen, das darauf eine Antwort gibt.
Elemente und Verbindungen
Du kennst schon Reinstoffe und Gemische. Reinstoffe lassen sich noch genauer einteilen: nach ihrer Zusammensetzung.
Erhitzt man Quecksilberoxid (eine Verbindung), zerfällt es in Quecksilber und Sauerstoff. Beide sind Elemente: Sie lassen sich nicht weiter zerlegen.
| Elemente | Verbindungen |
|---|---|
| Eisen, Kupfer, Sauerstoff, Kohlenstoff | Wasser, Kohlenstoffdioxid, Kochsalz |
Ordne die Stoffe in Elemente und Verbindungen ein: Sauerstoff, Wasser, Eisen, Kohlenstoffdioxid, Kupfer, Kochsalz.
Ordne die Stoffe in Elemente und Verbindungen ein: Sauerstoff, Wasser, Eisen, Kohlenstoffdioxid, Kupfer, Kochsalz.
Das Atommodell nach Dalton
Warum lässt sich ein Element nicht weiter zerlegen? Der englische Forscher John Dalton (um 1808) stellte sich vor: Alle Stoffe bestehen aus winzigen Bausteinen, den Atomen.
Ein Element besteht also nur aus einer Atomsorte. Eine Verbindung enthält mehrere Atomsorten, die in einem festen Verhältnis verbunden sind.
Oft sind mehrere Atome zu einem Molekül zusammengefügt. Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.
Nenne drei Aussagen des Dalton'schen Atommodells über Atome (zum Beispiel über Teilbarkeit und Größe).
Nenne drei Aussagen des Dalton'schen Atommodells über Atome (zum Beispiel über Teilbarkeit und Größe).
Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. a) Wie viele Atome hat ein Wassermolekül insgesamt? b) Wie viele Atome sind es in drei…
Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.
- a) Wie viele Atome hat ein Wassermolekül insgesamt?
- b) Wie viele Atome sind es in drei Wassermolekülen?
Ein Kohlenstoffdioxidmolekül besteht aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. Zeichne oder beschreibe im Teilchenmodell (Kugeln) vier Moleküle…
Ein Kohlenstoffdioxidmolekül besteht aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen. Zeichne oder beschreibe im Teilchenmodell (Kugeln) vier Moleküle Kohlenstoffdioxid und gib an:
- a) wie viele Kohlenstoffatome,
- b) wie viele Sauerstoffatome insgesamt vorhanden sind.
Erkläre den Unterschied zwischen den Begriffen Atom und Molekül sowie zwischen Element und Verbindung. Nenne zu jedem Begriff ein Beispiel.
Erkläre den Unterschied zwischen den Begriffen Atom und Molekül sowie zwischen Element und Verbindung. Nenne zu jedem Begriff ein Beispiel.
Chemische Reaktion als Umgruppierung
Mit dem Atommodell kannst du erklären, was bei einer chemischen Reaktion geschieht: Die Atome bleiben erhalten, nur ihre Verbindungen untereinander ändern sich.
Beispiel Verbrennung von Kohlenstoff (Holzkohle im Grill): Kohlenstoff + Sauerstoff → Kohlenstoffdioxid.
Zählen wir: Vorher 1 Kohlenstoffatom und 2 Sauerstoffatome, nachher ebenfalls 1 Kohlenstoffatom und 2 Sauerstoffatome. Die Atomsorten und die Atomanzahl bleiben gleich. Nur die Anordnung ist neu, und deshalb entsteht ein neuer Stoff mit neuen Eigenschaften.
Auch bei der Zerlegung einer Verbindung geschieht dies: Die Atome der Verbindung werden getrennt und zu den Elementen neu geordnet.
Kohlenstoff verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Erkläre mit dem Dalton'schen Atommodell, warum bei dieser Reaktion die Atomsorten und die Anzahl der Atome…
Kohlenstoff verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Erkläre mit dem Dalton'schen Atommodell, warum bei dieser Reaktion die Atomsorten und die Anzahl der Atome gleich bleiben.
Ein Stoff lässt sich durch Erhitzen in zwei andere Stoffe zerlegen. Ein anderer Stoff lässt sich auf keine chemische Weise weiter zerlegen. a) Welcher Stoff ist ein…
Ein Stoff lässt sich durch Erhitzen in zwei andere Stoffe zerlegen. Ein anderer Stoff lässt sich auf keine chemische Weise weiter zerlegen.
- a) Welcher Stoff ist ein Element, welcher eine Verbindung? Begründe.
- b) Erkläre mit dem Atommodell, was bei der Zerlegung mit den Atomen geschieht.
Stärken und Grenzen des Modells
Das Dalton'sche Modell erklärt viel: warum Elemente nicht zerlegbar sind, warum Verbindungen immer gleich zusammengesetzt sind und warum bei Reaktionen nichts verloren geht. Aber jedes Modell hat Grenzen.
Außerdem sind die Kugeln im Modell nur Zeichnungen: Echte Atome haben keine Farbe, und Größe und Abstände sind in den Bildern nicht maßstabsgetreu.
Ein Schüler behauptet: „Sauerstoff ist ein Element, also besteht er immer aus einzelnen Atomen.“ Beurteile die Aussage und beachte dabei, dass Sauerstoff aus Molekülen…
Ein Schüler behauptet: „Sauerstoff ist ein Element, also besteht er immer aus einzelnen Atomen.“ Beurteile die Aussage und beachte dabei, dass Sauerstoff aus Molekülen mit zwei Atomen besteht.
Das Dalton'sche Atommodell erklärt viele Beobachtungen, aber nicht alle. Nenne eine Beobachtung, die es gut erklärt, und diskutiere eine Grenze des Modells.
Das Dalton'sche Atommodell erklärt viele Beobachtungen, aber nicht alle. Nenne eine Beobachtung, die es gut erklärt, und diskutiere eine Grenze des Modells.
Auf einen Blick
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Ein Element besteht aus einer Atomsorte und lässt sich chemisch nicht zerlegen. Eine Verbindung besteht aus mehreren Atomsorten und lässt sich in Elemente zerlegen.
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Nach Dalton bestehen Stoffe aus unteilbaren Kugeln, den Atomen. Jede Atomsorte hat eigene Größe und Masse.
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Ein Molekül besteht aus mindestens zwei verbundenen Atomen. Auch Elemente (Sauerstoff) können aus Molekülen bestehen.
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Bei chemischen Reaktionen werden Atome umgruppiert: Atomsorten und Atomanzahl bleiben gleich.
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Das Modell hat Grenzen: Atome sind in Wirklichkeit teilbar, und Bilder sind nicht maßstabsgetreu.
Vom Anfang: Eisen ist ein Element und besteht nur aus einer Atomsorte, deshalb lässt es sich nicht zerlegen. Wasser ist eine Verbindung aus zwei Atomsorten.