Wieso haben die Elemente des Periodensystems unterschiedliche Eigenschaften?
Elementarteilchen wie Protonen, Neutronen und Elektronen besitzen Eigenschaften. Man könnte meinen eine unterschiedliche Ansammlung dieser Elementarteilchen würde keine neuen Eigenschaften hervorbringen. Aber die Elemente des Periodensystem haben unterschiedliche Eigenschaften.
Physikalisch macht es also einen Unterschied ob man ein Atomkern mit 2 Protonen oder 77 Protonen hat. Es ist nicht nur einfach ein größeres Atom.
Woher rühren diese Unterschiede? Wieso entstehen durch eine unterschiedliche Ansammlung von Elementarteilchen unterschiedliche Eigenschaften? Welche Eigenschaften eines Elementarteilchen führen zu diesen Unterschieden?
Es hört ja nicht bei Atomen auf. Fängt man an unterschiedliche Atome miteinander über ihre Elektronenhülle zu verbinden landet man in der Welt der chemischen Moleküle. Millionen von unterschiedlichen Atomverbindungen ergeben Millionen von unterschiedlichen Stoffen mit gravierend unterschiedlichen Eigenschaften.
Was sind also die elementarsten Eigenschaften der Materie die allein durch Anzahl, Kombination und Struktur eine Welt hervorbringen die gefühlt unendlich viele Eigenschaften annehmen kann?
3 Antworten
Für die Chemie besteht ein Atom eher nur aus einem Kern und einer Elektronenhülle.
Der Aufbau des Kerns interessiert nicht weiter, er ist einfach eine Black Box mit Masse und vor Allem einer bestimmten Ladung. Die Ladung des Kerns zieht Elektronen an, etwa so viele, dass das Gesamtgebilde neutral ist.
Die Chemie ist davon bestimmt, wie sich die Elektronen verhalten. Es wurde ja schon angesprochen, die Elektronen benehmen sich ausgesprochen merkwürdig bis zickig. 2 Elektronen können unter keinen Umständen den selben Zustand annehmen.
Je nachdem, wie dein Stand ist, können sich Elektronen nur auf gewissen Bahnen oder in gewissen Orbitalen aufhalten. Und je nach Stand sind diese Bahnen in Schalen aufgeteilt bzw. die Orbitale in Bereiche aufgeteilt. Im Orbitalmodell können sich 2 Elektronen ein Orbital teilen, wenn sie eine unterschiedliche Eigendrehung (Spin) haben.
Die Bahnen bzw. Orbitale unterscheiden sich in ihrer Energie. Die Elektronen "wollen" ja wegen er Anziehung so nahe an dern Kern wie möglich, können aber nicht beliebig nahe heran, weil die Orbitale bestimmte Größen und Formen haben und besetzte Orbitale ja tabu sind. So müssen also Elektronen auch die ungünstigen Orbitale besetzen.
Eine Möglichkeit, nahe an die Kern zu kommen ist, einfach mehrere Kerne zu nehmen. Im Wasserstoffmolekül werden beide Elektronen von beiden Kernen angezogen, sind als insgesamt näher an ihrem Sehnsuchtsort, der positiven Ladung.
Das soll erst mal reichen. Ich hoffe, du hast verstanden, dass zum Verständnis philosohische Betrachtung nicht hilfreich sind. Hilfreich ist Faktenwissen, sehr datailiertes. Um das alles detailiert zu beschreiben, müsste ich ein Buch schreiben. Aber zum Glück haben das ja schon andere gemacht.
Die gesuchte Eingenschaft nennt sich „Ladung“. Dazu kommt noch das Pauli-Verbot, was diese wunderbaren Orbitale der Elektronen erzwingt.
Häuser sehen verschieden aus, auch wenn sie aus den gleichen Typen von Ziegeln zusammengemauert sind.