Wie war das noch - Schulwissen neu aufpoliert

sind, werfen mit Fachausdrücken und Formeln nur so um sich. Was daran liegt, dass sie meist von Chemikern geschrieben wurden. Wenn Sie von so einem Buch auch nur die Hälfte verstehen, dann ist das hier folgende Kapitel für Sie nur Kinderkram. Glückwunsch! Wenn Sie Chemie aber schwierig finden, dann freuen Sie sich, dass Ihnen Begriffe wie »Komplexbildungs-Titration« und »enantiotrope Modifikation« erspart bleiben. Es wird auch so einigermaßen anspruchsvoll.
    Unsere Welt im Allerkleinsten: Atome und mehr

    Alles, was wir sehen, riechen, fühlen und schmecken, besteht aus chemischen Elementen. Elemente sind Stoffe, die sich nicht in weitere Stoffe zerlegen lassen.
     
    Und woraus besteht ein Element? Aus Atomen. Eine Million Atome würden, nah nebeneinander gelegt, den Punkt am Ende dieses Satzes verdecken.
     
    Und woraus besteht ein Atom? Früher hielt man es für unteilbar.
Heute weiß man: Es besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle. Der Atomkern ist elektrisch positiv geladen, die Hülle negativ.
     

    Woraus bestehen Atomkern und Atomhülle?
    Der Kern setzt sich zusammen aus Protonen (sie sind positiv geladen) und aus Neutronen (sie sind elektrisch neutral). Um sie herum kreisen elektrisch negativ geladene Elektronen; sie bilden die Atomhülle.
     
    Der Atomkern besitzt im Vergleich zur sehr viel ausgedehnteren Hülle ein enormes Gewicht: Er wiegt zweitausendmal so viel, und seine Masse beansprucht 99,9 Prozent des gesamten Atoms. Sein Umfang macht aber nur einen winzigen Teil aus. Wäre der Kern so groß wie eine Haselnuss, würden die Elektronen der Atomhülle etwa einen Kilometer entfernt um ihn herum kreisen.
     
    Die Elektronen sausen nicht wild in der Gegend herum, sondern auf bestimmten Umlaufbahnen oder Ebenen, die wie die Schalen einer Zwiebel um den Kern angeordnet sind. Vielleicht ist das der Grund, warum die Chemiker sie Elektronenschalen nennen? Einige Elemente besitzen mehr, andere weniger Schalen. Kein Atom hat aber mehr als sieben. Vor allem die äußerste Schale ist für Chemiker interessant, weil die hier kreisenden Elektronen mehr als andere bestimmen, welche Eigenschaften ein Element hat.

     

    Und woraus bestehen Protonen sowie Neutronen? Tatsächlich kann man auch sie in noch kleinere Teilchen aufteilen: in Quarks. Das sind die kleinsten heute bekannten Elementarteilchen.
    Eisen, Zink und Chlor: Warum sind Elemente so verschieden?

    Einige sind sichtbar, andere nicht, und manche verflüchtigen sich schnell: Die Elemente unterscheiden sich sehr voneinander. Um eine grobe Übersicht zu bekommen, haben die Chemiker sie in zwei große Gruppen aufgeteilt: Metalle (zum Beispiel Gold, Eisen) und Nichtmetalle (Sauerstoff, Wasserstoff). Erstaunlich ist, dass von den 93 in der Natur vorkommenden Elementen mehr als 70 zu den Metallen gehören. Metalle haben die Eigenschaft, dass sie leitfähig sind, also Wärme und Strom hindurchlassen.
     

    Elemente sehen unterschiedlich aus und verhalten sich unterschiedlich. Aber woran liegt das? An der unterschiedlichen Zahl ihrer Protonen. Wasserstoff zum Beispiel besitzt nur ein Proton, Stickstoff besitzt sieben, und der Atomkern eines Eisenatoms enthält 26 Protonen.

     
    Chemiker lieben die Ordnung. Zumindest, was ihr Fachgebiet betrifft. Sie haben eine übersichtliche Tabelle (siehe nächste Seite) erstellt, in der man auf einen Blick alle Elemente mit ihren wichtigsten Eigenschaften sehen kann: das Periodensystem der Elemente. Alle Elemente sind hier durchnummeriert, jedes besitzt eine Ordnungszahl. Wasserstoff ist die Nummer 1. Das momentan letzte Element hat die Ordnungszahl 118.
     

    Sehr praktisch sind die waagerechten Zeilen und die senkrechten Spalten der Tabelle:
     
    Es gibt sieben Zeilen, Perioden genannt. Alle Elemente in einer Periode besitzen gleich viele Elektronenschalen. Die Elemente der obersten Zeile haben nur eine Schale, die der untersten haben sieben.
     
    Die Spalten der Tabelle nennt man Gruppen. Alle Elemente, die in einer Gruppe stehen, haben ähnliche Eigenschaften. In der ersten Gruppe stehen die Alkalimetalle, in der siebten die Halogene (Salz bildende Elemente) und in der achten Gruppe, der letzten, die Edelgase (Seite 214). Je weiter unten ein Element in seiner Gruppe steht, desto metallischere Eigenschaften (siehe Seite 208) hat es.
     

    Noch etwas kann man mithilfe des Periodensystems gut erkennen: Ob die Atome der dargestellten Elemente sich gern mit Atomen anderer Elemente zusammenschließen. Rechts oben