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Aufbau eines Atoms

Zehn Aufgaben von AFB I bis III: Kern und Hülle unterscheiden, Protonen und Elektronen zählen, die Gesamtladung in Elementarladungen bestimmen, Ionen von neutralen Atomen trennen und die Rolle der Neutronen klären.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Kern oder Hülle?
AFB I

Welche Aussagen über den Aufbau eines Atoms stimmen?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Neutral heißt nicht ladungsfrei, sondern ladungsausgeglichen: Es sind gleich viele Protonen und Elektronen vorhanden. Neutronen tragen überhaupt keine Ladung und können deshalb an der Gesamtladung nichts ändern. Entscheidend ist immer nur die Differenz zwischen Protonenzahl und Elektronenzahl.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen über Atome, Ladungen und Ionen.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Merksatz: Der Kern ist die feste Visitenkarte des Atoms, die Hülle ist der veränderliche Teil. Alles, was mit Laden und Entladen zu tun hat, spielt sich in der Hülle ab. Deshalb ändert ein Ion sein Element nicht.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Im Zentrum eines Atoms sitzt der . Er enthält die positiv geladenen . Um ihn herum liegt die mit den negativ geladenen . Sind von beiden gleich viele vorhanden, ist das Atom nach außen und zieht keine Papierschnipsel an.

Neutronen bleibt übrig: Sie sitzen ebenfalls im Kern, tragen aber keine Ladung. An keiner der fünf Lücken war ein ungeladenes Teilchen gesucht. Wer Neutronen und neutral verwechselt, hält die Neutronen fälschlich für die Ursache der Neutralität.
A4
Positiv, negativ oder neutral?
AFB I

Sortiere die Teilchen danach, welche Gesamtladung sie tragen.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1positiv geladen
2negativ geladen
3neutral
Vergleiche immer nur Protonenzahl und Elektronenzahl: Sind mehr Protonen da, ist das Teilchen positiv, sind mehr Elektronen da, negativ. Die Neutronen darfst du beim Sortieren komplett ignorieren. Das Kohlenstoffteilchen mit 6 Neutronen ist deshalb neutral, obwohl es die meisten Teilchen enthält.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Ein Teilchen hat 13 Protonen und 10 Elektronen im Atom. Wie groß ist seine Gesamtladung in Elementarladungen e? Gib nur die Zahl mit Vorzeichen an.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Es gilt Q = (Np − Ne) · e, also (13 − 10) · e = 3 e. Weil Elektronen fehlen, ist die Ladung positiv. Kopfrechen-Trick: Zähle nur, wie viele Elektronen fehlen — genau so viele Elementarladungen bleiben positiv übrig.
A6
Vom neutralen Atom zum positiven Ion
AFB II

Bringe die Schritte in die richtige Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Das Atom ist neutral: In der Hülle sind genau so viele Elektronen wie Protonen im Kern.
2Von außen wirkt eine Kraft auf ein Elektron am Rand der Hülle.
3Das Elektron löst sich aus der Hülle und verlässt das Atom.
4In der Hülle fehlt nun ein Elektron, im Kern ist die Protonenzahl unverändert.
5Das Teilchen trägt die Gesamtladung plus 1 e — es ist ein positives Ion.
Am häufigsten verrutscht der vierte Schritt: Viele vermuten, dass sich beim Laden auch der Kern verändert. Der Kern bleibt gleich, nur die Hülle verliert ein Elektron. Genau deshalb bleibt das Element dasselbe.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Atom besitzt 17 Protonen, 18 Neutronen und 17 Elektronen. Es nimmt ein einzelnes Elektron auf.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Wie groß ist die Gesamtladung vor der Aufnahme in e? e
  2. Wie viele Elektronen hat das Teilchen nach der Aufnahme? Elektronen
  3. Wie groß ist die Gesamtladung nach der Aufnahme in e? e
  4. Wie viele Protonen sitzen danach im Kern? (Transfer) Protonen
Die Kette zeigt: Nur die Elektronenzahl hat sich geändert, Protonen und Neutronen sind unberührt geblieben. Ein Ion ist also kein neues Element, sondern dasselbe Atom mit einer anderen Elektronenzahl. Die Gesamtladung liest man immer aus der Differenz ab.
A8
Teilchen und Eigenschaft
AFB II

Ordne jedem Baustein die passende Beschreibung zu.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Frage dich bei jeder Zeile zuerst: Kern oder Hülle? Damit sind Proton, Neutron und Kern schon von Elektron und Hülle getrennt. Danach entscheidet nur noch die Ladung, welche Beschreibung passt.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Zeile 2 ist der Klassiker in Klassenarbeiten: Geladen wird immer über Elektronen, nie über Protonen. Am zweithäufigsten dreht sich in Zeile 6 das Vorzeichen: Mehr Elektronen bedeuten negativ. Schreibe die Rechnung ruhig als Protonen minus Elektronen hin, dann stimmt das Vorzeichen automatisch.
A10
Wie stark geladen ist das Teilchen?
AFB III

Fünf Teilchen. Schätze für jede Zeile die Gesamtladung ein — ohne zu rechnen. Stark heißt hier drei oder mehr Elementarladungen, leicht heißt eine Elementarladung.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = stark negativ, 2 = leicht negativ, 3 = neutral, 4 = leicht positiv, 5 = stark positiv. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = stark negativ5 = stark positiv
Teilchen mit 6 Protonen und 6 Elektronen
Teilchen mit 6 Protonen und 9 Elektronen
Neutrales Atom, das ein einzelnes Elektron abgegeben hat
Neutrales Atom, das ein einzelnes Elektron aufgenommen hat
Teilchen mit 20 Protonen und 17 Elektronen
Du musst nie die absoluten Teilchenzahlen vergleichen, sondern nur die Differenz zwischen Protonen und Elektronen. Ein Blick auf das Vorzeichen dieser Differenz liefert die Richtung, ihr Betrag die Stärke. Deshalb ist Überlegen hier schneller als jedes Ausrechnen — und die Neutronenzahl braucht man gar nicht.