Selbststudium Teil C  Atombau und PSE

  1. Was passiert, wenn ein Ballon an einem Pullover oder mit einem Tuch gerieben wird? Video (26 sec, EVN):

  2. Dieses durch Reibung erzeugte Phänomen stellt ganz grundsätzliche Fragen nach dem Aufbau der Materie, welchen wir in den nächsten Lektionen auf den Grund gehen wollen.
  3. Falls du den zweiten Teil des Skripts Teil C noch nicht erhalten hast, musst du dieses zuerst ausdrucken (benötigt für das Selbststudium am Computer werden allerdings nur die Seiten 22–39).
  4. Drucke auch gleich die Lernziele aus, falls du das entsprechende Blatt nicht bereits erhalten hast.
  1. Die Haftung des Ballons an der Wand können wir nur erklären, wenn wir uns Materie aus Ladungsträgern aufgebaut vorstellen, welche durch Reibung erst wahrnehmbar werden.
  2. Studiere das Kapitel "Die elektrische Ladung" auf der Seite 22 im Skript und ergänze die Lücken mithilfe dieser Abbildung.
  3. Was passierte also auf der Ebene dieser Ladungsträger beim Reiben eines Ballons (oder Kunststoffstabs) mit einem Tuch oder Fell? Video (41 sec, EVN):

  4. Halte nun für das Beispiel aus dem Skript diese Darstellung (zwei Folien) zur Visualisierung der Ladungstrennung unter dem Titel "Was geschieht beim Reiben eines Kunststoffstabs mit einem Fell?" auf der Rückseite der Seite 22 oder 23 fest.
    1. Achte darauf, dass sich in deiner Zeichnung die Anzahl der Ladungsträger insgesamt nicht ändert.
    2. Offenbar können bloss die negativ geladenen Teilchen wandern bzw. übertragen werden. Es müssen sich aber nicht wie im Beispiel alle negative geladenen Teilchen vom Fell ablösen.
    3. Welcher Gegenstand nach Reibung negativ, welcher positiv geladen wird, ist materialabhängig. Man kann messen, welcher Gegenstand negativ geladen wird.
  5. Bearbeite nun die Aufgabe zu den Aufladungsphänomenen im Alltag.
  6. Du kannst nun – in einer interaktiven Animation – noch selbst mit einem Ballon und einem Pullover experimentieren.
  7. Nicht alles, was sich reiben lässt, hält auch an der Decke: Cartoon.
  1. Im Alltag – im Rahmen von elektrischen Aufladungsphänomenen – wird wahrnehmbar, dass Materie aus Ladungsträgern aufgebaut sein muss. Zwei der folgenden Beispiele solltest du als Antwort zur Aufgabe am Ende des vorhergehenden Kapitels gefunden und festgehalten haben:
    1. Ausziehen eines Pullovers (aus Wolle oder Fleece): Die Reibung an den anderen Textilien und an den Haaren führt zur Ladungstrennung, wobei es knistert und die Haare nachher gleich geladen sind und sich abstossen.
    2. Springen auf dem Trampolin: Die stetige Bewegung führt zu starker Reibung und Ladungstrennung. Die Körperbehaarung kann zu Berge stehen. Das kann in anderem Kontext auch in der Tierwelt (Video, 0:12 min) beobachtet werden.
    3. Elektrischer Schlag, wenn man beim Basketball, also beim Herumspringen mit vielen Stop-and-Go (Reibung), den Basketball oder die Kletter- oder Reckstange (aus Metall) mit nur einer Fingerspitze leicht berührt. Merke: Metalle sind sehr gute elektrische Leiter und können negative Ladungen sehr effektiv ableiten (elektrischer Schlag, Blitze).
    4. Elektrischer Schlag, wenn man nach dem Autofahren mit einer Fingerspitze voran die Autotür (aus Metall) oder den Garagentorgriff (aus Metall) berührt. Die manchmal stundenlange Reibung zwischen Kleidung des Fahres und Autositz führt zu ausgeprägter Ladungstrennung und potenziell schmerzhaftem Ladungsausgleich.
    5. Auch das schlurfende Gehen über einen Teppich mittels Schuhen mit Kunststoffsohlen kann zu eindrücklicher Ladungstrennung führen, die in einem "exotischen" Einzelfall zum Teppichbrand (Medienmiteilung) oder im Normalfall – bei Berührung eines metallischen Türgriffs – zu einem elektrischen Schlag führen kann. Studiere dazu diese Animation.
  2. Die negativ geladenen Teilchen heissen übrigens Elektronen.
    1. Halte dies in deiner Zeichnung zur Ladungstrennung beim Reiben eines Kunststoffstabs mit einem Fell auf der Rückseite der Seite 22 oder 23 fest.
    2. Elektronen sind Bausteine der Atome. Wenn Elektronen sich von einem Ort zum anderen bewegen, dann fliesst elektrischer Strom. Der Begriff Elektrizität ist davon abgeleitet.
    3. Der Name "Elektron" ist die griechische Bezeichnung für Bernstein. Den Zusammenhang und weitere interessante Fakten zu Bernstein bringt dieses Video (1:14 min) näher.
  3. Reibungselektrizität führt nicht nur zu erstaunlichen Phänomenen, sondern kann auch als Stromquelle in der Praxis (für Herzschrittmacher oder für Lichtdiode am Schlüsselanhänger) Einsatz finden.
  4. (Fakultativ:) Interessierte können sich zum Abschluss in diesem Video (2:43 min) noch informieren, wie Blitze entstehen und was passiert, wenn man von einem Blitz getroffen wird.
  1. Der Zusammenhang zwischen der Ladung von Objekten und der Anziehungs- oder Abstossungkraft zwischen ihnen wurde von Charles de Coulomb beschrieben:
  2. Studiere das Kapitel "Das Coulombgesetz" auf der Seite 22 unten und ergänze Folgendes:
    1. Das Symbol für die Kraft "F" ist abgeleitet vom englischen Wort dafür: force. Das tiefgesetzte "C" in FC macht deutlich, dass es sich um die Coulombkraft handelt (im Unterschied z. B zur Schwerkraft/Gravitationskraft FG).
    2. Die Kugeln in der Skizze könnten unsere Styroporkügelchen oder unser zwei Ballone aus unseren vorhergehenden Experimenten sein, welche ein gewisses Quantum Q (Menge) an positiver oder negativer Ladungsträger aufweisen.
  3. Bearbeite nun die Aufgabe 2:
    1. Wie aus der Aufgabenstellung hervorgeht, geht es um die qualitative Aussage des Coulomb-Gesetzes. Um eine solche abzuleiten, müssen wir einmalig quantitativ vorgehen, d. h. Zahlen einsetzen. Du wirst jedoch danach nicht mehr mit der Formel rechnen müssen.
    2. In Bezug auf den Tipp: Die einfachste Zahl ist "1". Setze also alle Grössen (k, Q1, Q2, r) 1 und berechne dann FC.
    3. Nun veränderst die Grössen (Q1, r) gemäss Aufgabenstellung und berechnest erneut FC.
    4. Wie hat sich nun die Coulomb-Kraft FC verändert?
  4. Vergleiche deine Ausarbeitung mit der Musterlösung.
  5. Die Erkenntnis aus dieser Aufgabe werden wir im Folgenden festhalten. Lies dazu zuerst den letzten Abschnitt zum Kapitel auf der Seite 23 oben und ergänze dann die Lücken.
  6. Kontrolliere deine Antwort mithilfe dieser Folie und ergänze die zusätzlichen Informationen zur Elementarladung e.
  1. Studiere das Kapitel "Die Bausteine der Atome" auf der Seite 23 und beantworte anschliessend die Aufgabe 3.
  2. Zur Tabelle folgende Hinweise als Nachtrag:
    1. Die Protonen (gr.: proton = das erste) wurden als erstes Elementarteilchen entdeckt bzw. nachgewiesen.
    2. Die positiv geladenen Teilchen bei unseren Reibungsversuchen sind also die Protonen. Ergänze dies in deiner Zeichnung zur Ladungstrennung beim Reiben eines Kunststoffstabs mit einem Fell (Rückseite der Seite 22 oder 23).
    3. Die Symbole für die drei Elementarteilchen kannst du als Abkürzungen beim Schreiben verwenden. Sie leiten sich vom ersten Buchstaben und der Ladung ab (z. B. p+ für Proton). Das Neutron hat die Ladung Null (deshalb das hochgesetzte "0" in n0), ist also weder positiv noch geladen geladen und somit elektrisch neutral (lat.: ne utrum = weder noch).
    4. Das Symbol "e" für die kleinste Ladung, die Elementarladung, kann man auch vom ersten Buchstaben ableiten (engl. elementary charge).
    5. Da die Elektronenmasse gemäss Tabelle vernachlässigbar klein ist, wird die Masse von Atomen im Wesentlichen durch die Masse von p+ und n0 bestimmt (= Antwort zur Aufgabe  3).
  1. Lies den oberen Teil zum "Streu-Versuch von Rutherford" (ohne Interpretation).
    1. Beschrifte nun die Abbildung mithilfe dieser Folie, die eine ähnliche Abbildung wiedergibt.
    2. Diese Animation (0:13 min) zeigt die Beobachtungen beim Versuch, das heisst, wo α-Teilchen auf den Leuchtschirm treffen.
  2. Aus den Versuchsbeobachtungen lässt sich das sogenannte Kern-Hülle-Modell ableiten:
    1. Studiere dazu zuerst die zweite Abbildung.
    2. Lies nun die Spalte "Interpretation" durch und ergänze die Lücken.
    3. Dieses Video (0:51 min) erklärt, warum wenige α-Teilchen ausgelenkt (abgelenkt oder reflektiert) werden bzw. wie ein Atom aufgebaut sein muss (Kern-Hülle-Modell).
    4. Kontrolliere deinen Lückentext nun mit der Musterlösung.
  3. Studiere den Rest der Seite 24 (ohne Fussnote):
    1. Ergänze die Skizze zum Kern-Hülle-Modell für ein Goldatom und die weiteren Lücken mithilfe dieser Abbildung.
    2. Ein Atom ist rund 100 Picometer (pm) gross. Was bedeuten schon wieder diese Suffices pico, nano, mikro etc.? Halte die Zusammenhänge am Beispiel der Einheit Meter – mithilfe dieser Abbildung – auf der Rückseite der Seite 23 fest.
  4. Obwohl Atome extrem klein sind, kann man sie sichtbar machen. Studiere dazu die Fussnote auf der Seite 24 unten:
    1. Schau nun zum besseren Verständnis des Gelesenen diese Animation.
    2. Man kann also nicht wirklich die Atome sehen, sondern das Rastertunnelmikroskops (RTM) macht die kugelzentrische Ladungsverteilung der Atome sichtbar: viel positive Ladung über einem Atomkern, weniger positive Ladung je weiter man sich vom Atomkern entfernt, bis der nächste Atomkern beim Abtasten in die Nähe kommt.
    3. Mit dem RTM kann man auch Atome zu einem Zeichen positionieren. Das gilt auch für kleine Moleküle wie CO (Kohlenstoffmonoxid), wie diese Abbildung schön zeigt. Die Abbildung zeigt auch, dass die C- und O-Atome nicht zu unterscheiden sind. Das heisst, dass sie elektrisch, d. h. von der Kernladung her sehr ähnlich sind.
  1. Diese Karte bezieht sich auf die Zusatzseiten 24a-c des Skripts und ist nicht im Rahmen des Unterrichts, sondern als Hausaufgabe zu bearbeiten. Falls du diese Zusatzseiten nicht hast, sind sie hier zu finden.
    1. Wenn Atome schon nicht unteilbar sind, sind es dann wenigstens Protonen, Neutronen und Elektronen? Und was machen eigentlich die Leute am Europäischen Kernforschungszentrum in Genf?
    2. Lies nun die Fragestellung auf der Seite 24c durch und studiere dann die Seiten 24a–c.
  2. Die Antworten zur Frage auf der Seite 24c sind auf diesen zwei Folien zu finden .
    1. Von den Zielen/Fragen solltest du zwei notiert haben.
    2. Bei der Teilfrage, wie man diese Ziele experimentell erreicht, ist nur wichtig, dass du weisst, welche Teilchen man wie aufeinander schiesst und warum.
  3. Um die Ziele zu erreichen, wurde am CERN manche Technik entwickelt oder weiterentwickelt, die es auch in unseren Alltag geschafft hat. Studiere dazu diese zwei Folien und notiere dir 2 Aspekte.
  4. Nachtrag: Lies die Fussnote auf der Seite 23 unten.
    1. Diese Folie gibt einen Überblick über den ganzen Teilchenzoo.
    2. Daraus ist ersichtlich, dass Protonen und Neutronen selbst teilbar sind, Elektronen nicht.
    3. Für die Chemie sind nur die Protonen und Elektronen relevant.
  1. Wir wissen bereits, dass Protonen und Neutronen den Kern eines Atoms bilden, während die Elektronen sich in der Atomhülle befinden. Die Anzahl dieser Elementarteilchen lässt sich aus dem Periodensystem der Elemente (PSE) herauslesen.
  2. Studiere zu diesem Zweck den Theorieteil aus der Seite 25.
    1. Ergänze an entsprechender Stelle das Blaugeschriebene von dieser Folie.
    2. Die Neutronenzahl N lässt sich mittels Subtraktion der Ordnungszahl Z (Protonenzahl) von der Atommasse A (Protonenzahl und Neutronenzahl zusammen) ermitteln, da sowohl p+ wie auch n0 je 1 u schwer sind.
    3. Bearbeite nun die Aufgaben 1–4.
  3. Konsultiere die Musterlösung.
  1. Studiere die Seite 26 (ohne Aufgaben).
  2. Wir schauen nun die drei Isotope des Wasserstoffs genauer an:
    1. Visualisiere für die H-Isotope (Tabelle, S. 26) die Anzahl der Elementarteilchen mithilfe dieser Folie und halte mithilfe der zweiten Seite dieser Folie eine Anwendung von Tritium(verbindungen) fest.
    2. Finde die 3 H-Isotope in deiner Formelsammlung: H-1, H-2 (S. 196 bei den stabilen Isotopen) sowie H-3 (S. 199 bei den instabilen Isotopen).
    3. Überzeuge dich davon, dass du in der Formelsammlung für die H-Isotope die gleichen Informationen (z. B. Häufigkeit) wie im Skript findest (Legende studieren).
  3. Löse nun die Aufgaben 1–4:
    1. Dazu brauchst du die Formelsammlung (S. 196–200).
    2. Hilfeleistung zur Aufgabe 1: Welche Angabe findest in der Formelsammlung? Was bedeutet also die Angabe Cs-137? Wende einfach den Isotopenbegriff an.
    3. Der Zeitungsartikel zur Aufgabe 4 befindet sich auf der nächsten Seite (S. 26a) bzw. hier.
  4. Kontrolliere deine Ausarbeitung zur Aufgabe 1–4 mit der Musterlösung.
  1. Lies zum Einstieg ins Thema "Radioaktivität" diesen Medienartikel.
  2. Es stellen sich folgende Fragen:
    1. Was bedeutet schon wieder die Zahl bei der Angabe Polonium-210?
    2. Was ist genau Alphastrahlung? Gibt es noch andere Strahlungsarten?
    3. Was ist radioaktive Strahlung überhaupt und wie entsteht sie?
    4. Was geschieht beim radioaktiven Zerfall? Weshalb zerfällt Po-210 zu Blei?
  3. Die obigen Fragen werden wir in den nächsten Lektionen klären. Bearbeite zum Einstieg die Aufgabe 1 auf der Seite 27.
  4. Kontrolliere deine Lösung zur Aufgabe 1 mit der Musterlösung.
  5. Lies – im Zusammenhang mit der Gammastrahlung – die Seite 28:
    1. Welcher Wellenlängen- und Frequenzbereich ist Gammastrahlung und sichtbarem Licht gemäss Tabelle zuzuordnen?
    2. Übertrage die Darstellung (ganz unten in der bereits verlinkten Musterlösung) auf die Rückseite der Seite 27.
  6. Studiere nun die Aufgabenstellung betreffend Aufg. 2 und 3 auf der Seite 29, damit du weisst, auf was du im Video achten musst.
    1. Löse die Aufgabe 2 und 3 mithilfe des Videos "2 Fragen zur Radioaktivität" (8:34 min); halte dazu das Video jeweils an geeigneter Stelle an.
    2. Gehe noch diese Webseite durch, damit du besser verstehst, wie Alpha- und Beta-Teilchen entstehen. Ergänze allenfalls die Tabelle auf der Seite 29.
    3. Beachte, dass bei der β-Strahlung ein Neutron im Kern zu einem p+ und einem e zerfällt, was wir von der Ladung her nachvollziehen können: "+" und "–" ergibt neutral. Das Proton bleibt im Kern, das Elektron wird als β-Teilchen weggeschleudert.
    4. Schau als Hilfeleistung zu Aufgabe 3 diesen Tagesschaubeitrag (2:05 min).
    5. Lies nun den Medienartikel (S. 29a), auf den sich ebenfalls die Aufgabe 3 bezieht. Falls du diese Seite nicht ausgedruckt erhalten hast, findet sie sich hier.
  7. Vergleiche deine Antworten zu Aufg. 2 und 3 mit den Infos auf dieser Website und diesen fünf Folien.
  8. Bestimme zum Abschluss das Radon-Risiko an deinem Wohnort:
    1. Lies zuerst genau die Information auf der BAG-Website, wie du vorgehen musst. Drücke dann auf den dort angegebenen Link (Swisstopo-Seite).
    2. Suche nun deinen Wohnort bzw. dein Haus (durch den Button "Schalte Positionierung ein" oben rechts kannst du den Standort anzeigen lassen).
    3. Klicke mit der Maus auf dein Haus. Du darfst nur noch ein gelbes Quadrat sehen.
    4. Halte zur Aufgabe 3 das Radonrisiko für dein Haus fest. Notiere dir, was der Wert genau bedeutet, d. h. wofür die Zahl in Prozent steht.

Die folgenden Exkurse richten sich an schnellere Leute:

  1. Neben Polonium-210 gibt es noch andere berühmte Gifte, worüber der Medienartikel (Seiten 28a–b) Auskunft gibt. Lies diese zwei Seiten. Falls du diese nicht ausgedruckt erhalten hast, finden sie sich hier.
  2. Die ganze Untersuchung zum Mord von Alexander Litvinenko durch eine tödlich Dosis von Polonium-210 wurde übrigens in einer sehr gut gemachten Miniserie verfilmt.
  3. Schau dieses Video (2:14 min) zur Herstellung von schwerem Wasser.
  4. Wie viele Moleküle schweren Wassers befindet sich in einem Glas Wasser? Versuche die Berechnung auf der Seite 26b nachzuvollziehen. Falls du diese Seite nicht ausgedruckt erhalten hast, findet sie sich hier.

Einführung

  1. Am Schluss dieses Moduls solltest du folgende Fragen beantworten können:
    1. Wie funktioniert die Methode zur Altersbestimmung von Ötzi?
    2. Wie ist es möglich, dass Radon seinen Ursprung in Uran hat?
    3. Was geschieht mit dem Uran in einem Kernkraftwerk, und wie erzeugt man daraus Strom?
    4. Welche Gemeinsamkeit besteht zwischen den Vorgängen im Kernkraftwerk und in einer Atombombe? Welche Rolle spielt in diesem Zusammenhang die berühmte Formel von Einstein (E = mc2)?

Halbwertszeit (S. 29 unten – S. 30 Mitte)

  1. Studiere das Kapitel "Halbwertszeit" (Start S. 29 unten) und löse dann die Aufgaben 4 und 5 auf der Seite 30.
  2. Eine Musterlösung wird folgen.

Zerfallsreihen (S. 30 unten – S. 31 oben)

  1. Repetition: Mach dir mithilfe dieser Webseite nochmals klar, was beim Alpha- und Beta-Zerfall passiert.
  2. Studiere nun die Seite 30 (unten) – die Grafik wird in diesem Video (7:26 min, mau) erklärt.
  3. Löse nun die Aufgabe 6 auf der Seite 31.

Die Radiokarbonmethode (S. 31 – S. 32 oben)

  1. Studiere die Seite 31; die ganze Theorie wird in diesem Video (6:02 min, mau) zusammengefasst.
  2. Löse nun die Aufgabe 7 auf der Seite 32.
  3. Vergleiche nun deine Antworten zu den Aufgaben 4–7 mit der Musterlösung.

Kernspaltung (Kernfission) (S. 32)

  1. Studiere das Kapitel "Kernspaltung" auf der Seite 32, insbesondere die Abbildungen.
  2. Studiere diese Animation zur neutroneninduzierten Kernspaltung von U-235.
  1. Schau zum Einstieg dieses Video (1:56 min).
  2. Studiere das Kapitel Kernfusion auf der Seite 33:
    1. Welche Aspekte wurden im Film realistisch dargestellt, welche nicht?
  3. Studiere das Kapitel "Woher stammen unsere Elemente?"
    1. Halte in 2–3 Sätzen fest, was die im PSE aufgeführten Elemente mit Kernfusion zu tun haben.
  1. Am 11. März 2011 ereignete sich vor der Ostküste Japans ein starkes Seebeben, das einen Tsunami auslöste. In der Folge beschädigten 14 Meter hohe Wellen auch das an der Küste errichtete Kernkraftwerk Fukushima Daiichi (Fukushima I). Dabei kam es in Reaktorblock 4 zu grossen Folgeschäden und in den Reaktorblöcken 1, 2 und 3 sogar zu Kernschmelzen, da die Wärme aus den Reaktoren infolge Stromausfall (auch die Notstromgeneratoren wurden geflutet und fielen aus) nicht mehr weggeführt werden konnte. Die Reaktorblöcke 5 und 6 waren zum Zeitpunkt des Erdbebens wegen Wartungsarbeiten abgeschaltet und blieben weitgehend unbeschädigt. Sie wurden jedoch nicht mehr in Betrieb genommen und Ende 2013 stillgelegt, womit das ganze Kraftwerk Fukushima I aufgegeben wurde.
  2. Nimm den Medienartikel (Seite 32a) zur Hand. Falls du diese Seite nicht ausgedruckt erhalten hast, findet sie sich hier.
    1. Lies zuerst die Aufgabenstellung (Aufg. 8).
    2. Lies nun den Medienartikel und beantworte anschliessend die Aufgabe 8.
  3. Vergleiche nun dein Antwort zur Aufgabe 8 mit der Musterlösung.
    1. Halte basierend auf den Hintergrundinformationen in der Musterlösung zusätzlich 2 Vorteile der Atomkraft und 2 weitere Nachteile in Stichworten fest.
    2. Notiere zusätzlich in 1 Satz, warum ein Reaktorunfall in einem Schweizer AKW grosse Konsequenzen für das ganze Land hätte.
    3. Wie sah die Situation 12 Jahre nach dem Reaktorunfall – also Ende 2023 – in Fukushima aus? Studiere dazu diese Folie.
  1. Radioaktive Zerfälle sind meist mit der Emission von Gammastrahlung verbunden. Ähnlich energiereich ist Röntgenstrahlung (vgl. S. 28), welche in der medizinischen Diagnostik und in der Krebsbekämpfung eingesetzt wird. Im Folgenden wirst du mehrere bildgebende medizinische Verfahren kennenlernen, die mit radioaktiver Strahlung, anderer elektromagnetischer Strahlung oder Schallwellen verbunden sind.
  2. Studiere dazu die Seiten 33a–c.
    1. Hebe im Text bei jedem Verfahren hervor, ob die Methode auf dem Einsatz radioaktiver Strahlung, anderer elektromagnetischer Strahlung oder Schallwellen basiert.

Die folgenden Exkurse sind fakultativ und nur von schnelleren Leuten zu bearbeiten:

  1. Schau dieses Video (14:40 min), welches die Reaktorunfälle von Fukushima und Tschernobyl zusammenfasst.
    1. Halte fest, welche Gemeinsamkeiten die 2 Unfälle aufweisen und worin sie sich unterscheiden.
  2. Schau dieses Video (12:04 min) an, welches eindrückliche Bilder von einer Autofahrt in die evakuierte Zone (30-km-Radius) von Fukushima wiedergibt.
  3. Hier kannst du zum Abschluss noch an einigen Beispielen dein Wissen zum radioaktiven Zerfall unter Beweis stellen.
  1. Wie schon beim Kern-Hülle-Modell ermöglichte es ein Experiment, den Aufenthaltsbereich der Elektronen in der Atomhülle zu ermitteln. Die experimentellen Daten wirst du nun selbst interpretieren und daraus eine Modellvorstellung ableiten.
  2. Studiere dazu die Seite 34 und löse dann die Aufgaben 1–4.
    1. Wenn du die Achsenbeschriftung genau gelesen hast, weisst du, dass das 1. e das zuerst abgespaltene Elektron und das 13. e das zuletzt abgespaltene e darstellt.
    2. In diesem Video (6:20 min, mau) werden der Versuch und die Ergebnisse beschrieben sowie die gestellten Fragen beantwortet.
    3. Ergänze deine Antworten; zentral ist v. a. die letzte Abbildung.
  1. Das auf der Seite 34 kennengelernte Modell heisst Schalenmodell und sollte dir von der visuellen Seite her bereits bekannt vorgekommen sein.
  2. Studiere die Seite 35 inkl. Fussnoten und ergänze die Lücken.
  3. Löse die Aufgabe 5 auf der Seite 35 unten.
  4. In diesem Screencast (6:19 min, mau) findest du zuerst die Erklärung zu den Schalen, anschliessend wird das Schalenmodell von Kalium präsentiert.
  1. Schau dieses Video (9:32 min) zur Erklärung, wie das PSE in der heutigen Form entstanden ist:
    1. Fülle – basierend auf der Information im Video – die Lücken auf der Seite 36 und 37 oben (Kästchen) aus.
  2. Lies zum Abschluss die besagten 2 Seiten durch.
  1. Löse die Aufgabe 1 auf der Seite 37.
  2. Kontrolliere deine Antwort mithilfe dieser Folie.
  3. Studiere die Seite 38 und löse die Aufgaben 2–5.
  4. Die Lösungen/Erklärungen zu den Aufgaben findest du in dieser Musterlösung. Wenn du die Lösung zu Aufgabe 5 nicht verstehst, dürfte das folgende Video für Klärung sorgen.
  5. Schau zum Abschluss die Befüllung der Schalen von Atomsorte zu Atomsorte für die ersten 5 Perioden – d. h. vom H-Atom bis zum Xe-Atom – in diesem Video (7:41 min, mau) an.
  1. Nach den letzten Lektionen sollte dir klar sein, welche Informationen das PSE liefern kann bzw. welches System überhaupt hinter dieser "Tabelle" steckt.
  2. (Repetition:) Relevant sind neben der Ordnungszahl v. a. die Gruppen- und die Periodennummer. In diesem Zusammenhang sollte dir klar geworden sein, dass die Position des Heliums im PSE speziell ist:
    1. He ist zwar in der richtigen Gruppe (VIII: Edelgase) in Bezug auf die Elementeigenschaften aufgeführt, nicht jedoch in Bezug auf die Valenzelektronen (2 statt 8 e). Allerdings haben He-Atome auch eine volle äusserste Schale wie die Atome der anderen Edelgasatome, wodurch die Positionierung in der 8. Spalte auch Sinn ergibt.
    2. Halte den unter (i) erwähnten Sachverhalt im Mini-PSE auf der Seite 35 fest.
  3. Ganz unten im PSE – ab dem Uran (92U) weiter nach rechts – sind Elemente mit z. T. merkwürdigen Namen und ohne Elementeigenschaften wie z. B. den Schmelzpunkt aufgeführt. Hierbei handelt es sich um Elemente, die in der Natur nicht vorkommen und vom Menschen meist nur in kleinsten Mengen künstlich hergestellt werden und sogleich wieder radioaktiv zerfallen, sodass keine Stoffeigenschaften untersucht werden können.
  4. Beantworte auf der Rückseite der Seite 35 folgende Fragen mithilfe dieser 2 Folien:
    1. Wie kann man Elemente künstlich herstellen? 1–2 Sätze.
    2. Notiere zusätzlich das auf der ersten Folie aufgeführte Beispiel für die Bildung des Elements 117.
    3. Wie kommen die Namen dieser Elemente zustande? Vgl. Folie 2. Für das Element 117 findest du die konkrete Erklärung im entsprechenden Wikipedia-Artikel.

Der folgende Exkurs richtet sich an schnellere Leute:

Zum Abschluss kannst du nach deinen Interessen wählen, wo du dein Wissen vertiefen willst. Wähle ein oder mehrere Themen aus den folgenden fünf Angeboten aus:

  1. Chemoku (Sudoku) lösen, d. h. Aufgabe 6, Seite 38 lösen. Die Lösung findet sich hier.
  2. Erklärungen zur berühmten Formel von Einstein (E = mc2): Video (14:55 min). Empfohlen!
  3. Was ist das 2012 am CERN nachgewiesene Higgs-Teilchen bzw. das Higgsfeld, das für die Masse verantwortlich ist? Video (14:25 min).
  4. Brauchen wir die Kernfusion? Video (14:21 min).
  5. Falls du in einem früheren Exkurs nicht dazu gekommen bist:
    1. Zusammenfassung des Geschehens bei den Reaktorunfällen von Fukushima und Tschernobyl: Video (14:40 min).
    2. Eindrückliche Bilder von einer Autofahrt in die evakuierte Zone (30-km-Radius) von Fukushima: Video (12:04 min).
ch-mau