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Das Atommodell von Dalton

Zwei Aufgaben, in denen Atome umziehen, aber nie verschwinden.

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Lenas Plakat

AFB I–II

Lena hat für die Klasse ein Plakat gestaltet. Darauf steht: „Kupfer — Symbol CU. Ein Kupfer-Atom ist rotbraun und glänzt. Wenn man Kupferblech an der Luft erhitzt, verschwinden die Kupfer-Atome, und es entstehen neue, schwarze Kupferoxid-Atome.“

  1. Nenne die richtigen Atomsymbole für Kupfer und Sauerstoff.
  2. Erläutere, warum der Satz „Ein Kupfer-Atom ist rotbraun und glänzt“ nicht stimmt.
  3. Stelle dar, was nach Dalton beim Erhitzen des Kupferblechs mit den Atomen geschieht.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Erster Buchstabe groß, zweiter klein.
Hinweis zu Aufgabe b)
Wer hat Eigenschaften wie Farbe — ein Teilchen oder ein Stoff?
Hinweis zu Aufgabe c)
Welche Atome kommen aus der Luft, und was passiert mit den Kupfer-Atomen?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Kupfer hat das Symbol Cu, Sauerstoff das Symbol O.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Farbe und Glanz sind Eigenschaften des Stoffs Kupfer. Sie entstehen erst, wenn unvorstellbar viele Kupfer-Atome zusammen sind. Ein einzelnes Atom hat keine Farbe; im Modell bekommt es nur eine Farbe, damit man die Sorten unterscheidet.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Die Kupfer-Atome bleiben erhalten. Sauerstoff-Atome aus der Luft verbinden sich mit ihnen. So entsteht der neue Stoff Kupferoxid, der aus Kupfer- und Sauerstoff-Atomen besteht. Es gibt keine „Kupferoxid-Atome“ — nur neu verbundene Atome.

2

Aus zwei Gefahren wird Salz

AFB II–III

Natrium ist ein weiches Metall, das heftig mit Wasser reagiert. Chlor ist ein giftiges, gelbgrünes Gas. In einem verschlossenen Kolben reagieren beide zu Kochsalz. Ein Teilchenbild zeigt vorher 6 Natrium-Atome und 3 Chlor-Teilchen aus je 2 Chlor-Atomen, nachher ein Kochsalz-Gitter.

  1. Vergleiche die Zahl der Atome jeder Sorte vor und nach der Reaktion.
  2. Erkläre mit Daltons Atommodell, warum die Masse im Kolben gleich bleibt.
  3. Bewerte Tims Aussage: „Kochsalz ist harmlos, obwohl Natrium und Chlor gefährlich sind. Also müssen sich die Atome bei der Reaktion verändert haben.“

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Wie viele Chlor-Atome stecken in 3 Chlor-Teilchen?
Hinweis zu Aufgabe b)
Was gilt nach Dalton für die Masse von Atomen einer Sorte?
Hinweis zu Aufgabe c)
Wovon hängen die Eigenschaften eines Stoffs ab — nur von den Atomsorten oder auch davon, wie sie verbunden sind?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Vorher sind es 6 Natrium-Atome und 3 · 2 = 6 Chlor-Atome. Im Kochsalz-Gitter findet man wieder 6 Natrium-Atome und 6 Chlor-Atome. Von jeder Sorte ist die Anzahl gleich geblieben, die Atome sind nur anders angeordnet.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Nach Dalton hat jedes Atom einer Sorte eine feste Masse. Bei der Reaktion geht kein Atom verloren und keins kommt hinzu. Weil vorher und nachher dieselben Atome da sind, ist auch die Gesamtmasse gleich.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Tims Beobachtung stimmt, seine Folgerung nicht. Nach Dalton bleiben die Natrium- und Chlor-Atome unverändert. Neu ist nur, wie sie miteinander verbunden sind. Diese neue Anordnung führt zu einem neuen Stoff mit neuen Eigenschaften. Deshalb kann Kochsalz harmlos sein, obwohl es aus denselben Atomen besteht.