Der Atomkern - Aufbau

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Atomkern
Der Atomkern ist der, im Vergleich zur Atomhülle, winzig kleine Kern des Atoms. Kenntnisse über die
Eigenschaften von Atomkernen sind beispielsweise zum Verstehen der Radioaktivität, der
Kernspaltung (Kernkraftwerk, Kernreaktor, Atombombe) und der Kernfusion (Kernfusionsreaktor,
Wasserstoffbombe) notwendig. Verschiedene Atomsorten werden nach dem Aufbau ihrer
Atomkerne als Nuklide bezeichnet.
Aufbau des Atomkerns
Der Atomkern besteht aus Protonen und Neutronen, die zusammen auch Nukleonen genannt
werden. Er befindet sich, anschaulich gesprochen, im Zentrum des Atoms; sein Durchmesser beträgt
etwa 1/10.000 bis 1/100.000 des Durchmessers der Elektronenhülle, konzentriert aber in sich mehr
als 99,9 % der Masse des gesamten Atoms. Die Gesamtzahl der Nukleonen im Kern heißt deshalb
auch Massenzahl.
Mit steigender Massenzahl der Atome nimmt die Dichte der Elemente nicht gleichmäßig zu, weil der
Atomradius von der Atomhülle bestimmt wird und deshalb stark mit dem chemischen Charakter der
Atome schwankt. Trotzdem gehören natürlich so genannte schwere Atomkerne auch zu
umgangssprachlich/technisch schweren Elementen.
Neutronen besitzen keine elektrische Ladung; Protonen sind positiv geladen. Infolgedessen ist der
Atomkern elektrisch positiv geladen und kann durch die Coulombkraft negativ geladene Elektronen
an sich binden.
Da die elektrische Ladung des Elektrons (bis auf das Vorzeichen) gleich der Ladung des Protons ist,
muss ein nach außen hin elektrisch neutrales Atom ebenso viele Elektronen in der so genannten
Elektronenhülle besitzen wie Protonen im Kern. Werden durch chemische oder physikalische Effekte
Elektronen entfernt oder hinzugefügt, ist das Atom nach außen hin elektrisch geladen und wird Ion
genannt. Im Atomkern ändert sich dadurch nichts.
Eine Atomsorte (Nuklid) ist durch bestimmte Zahlen von Protonen und Neutronen im Atomkern
bestimmt. Die Zahl der Protonen heißt Ordnungszahl oder Kernladungszahl. Sie bestimmt, zu
welchem Element das Nuklid gehört. Nuklide gleicher Ordnungszahl werden als Isotope bezeichnet.
Die Zahl der Neutronen hat nur geringen Einfluss auf die chemischen Eigenschaften des Atoms, ist
aber entscheidend für die Stabilität oder Instabilität (Radioaktivität) des Kerns. Derzeit sind über
1000 Nuklide bekannt, davon sind ungefähr 250 stabil.