Warum sind Atomkerne mit zu wenigen Neutronen instabil?
Atome bestehen aus einer Hülle und einem Kern. Daneben enthält der Kern des Kohlenstoff-Atoms aber auch noch ungeladene Teilchen, die Neutronen. Wenn der Kern eines Atoms jedoch zu viele Neutronen enthält, wird er instabil. Das Atom kann dann zerbrechen – es zerfällt.
Was bestimmt der Atomkern?
Der Atomkern besteht aus Protonen und (außer bei 1H) Neutronen. Der Atomkern bestimmt durch seine Protonenzahl (auch Kernladungszahl, Ordnungszahl) die Anzahl der Elektronen eines elektrisch neutralen Atoms, dadurch auch die Struktur der Elektronenhülle und somit die chemischen Eigenschaften des Atoms.
Warum ziehen sich Kern und Elektronen nicht an?
Die Unschärferelation besagt, dass die mittlere Geschwindigkeit eines Elektrons um so größer wird, je kleiner der Bereich ist, in dem sich das Elektron aufhält. Eine Vereinigung von Elektron und Proton ist nicht möglich, weil die Zahl der Leptonen und der Baryonen in der Natur erhalten sind.
Wann sind die Atome am stabilsten?
Diese äußerste Schale wird Valenzschale genannt und die Elektronen in dieser Schale heißen Valenzelektronen. Im Allgemeinen sind Atome am stabilsten und wenigsten reaktiv, wenn ihre äußerste Elektronenschale voll besetzt ist.
Was ist die Masse von Neutronen und Protonen?
Neutronen und Protonen haben fast die gleiche Masse, die vielfach höher als die Masse des Elektrons ist. Die Nukleonenzahl, also die Summe aus der Zahl der Neutronen und Protonen, wird deswegen auch als Massezahl bezeichnet. Sie stimmt in guter Näherung mit der Gesamtmasse des Atoms in u überein.
Was bedeutet die Bindung von Neutronen an einen Atomkern?
Die Bindung eines zusätzlichen Neutrons an einen Atomkern setzt einen Energiebetrag frei, der meist ca. einem Prozent der Neutronenmasse entspricht. Protonen werden von der Kernkraft etwa gleich stark gebunden wie Neutronen, jedoch muss hier zusätzlich die elektrische Abstoßung zwischen den positiv geladenen Protonen überwunden werden.
Was geschieht mit den Neutronen im Käfig?
Dies bedingt eine besonders ausgefeilte Gestaltung des Feldes im Käfig. Die Neutronen, die aus einem Forschungsreaktor in die Falle gelangen, werden von suprafluidem Helium in der Kammer abgebremst und eingefangen. Das aus dem Zerfall stammende hochenergetische Elektron dient als Nachweis.
Wie viele Neutronen gibt es in einem Element?
Die Anzahl der Neutronen in den Atomkernen eines Elements kann verschieden sein, dabei handelt es sich um Isotope des Elements. Elektronen können durch elektrische Anziehung statt an einen auch an mehrere Atomkerne zugleich gebunden sein und dadurch Atome zusammenhalten.