Kann man theoretisch einem Atom alle Elektronen wegnehmen?
Wenn ja was wird dann aus dem Atom? Es besteht ja dann nur mehr aus Protonen und Neutronen.
Oder füllt sich zumindest eine Hülle (ich weis das das ein veraltetes Model ist aber jetzt hier für meine Frage ausreichend)immer automatisch mit Elektronen, woauchimmer die herkommen mögen?
Atome ohne Elektronen nennt man vollständig ionisierte Atome. Im Vakuum wird das Atom in diesem Zustand bleiben. Das wird sogar technisch benutzt: Der LHC-Teilchenbeschleiniger in der Schweiz kann neben Protonen (Vollständig ionisierte Wasserstoffatome) auch vollständig ionisierte Bleiatome, soll heissen Pb 82+, beschleunigt.
In Umgebung (Luft, Gase, etc.) wird so ein Zustand nicht beibehalten. Es werden Elektronen aus den umgebenden Atomen von diesen gelöst und an das vollständig ionisierte Atom gebunden. Die Stellen mit fehlenden Elektronen werden so auf möglichst viele Atome verteilt.
Hallo Comfreek,
ja, klar geht das, und nicht nur theoretisch. Für meine experimentellen Kollegen in der Teilchenphysik ist das Routinearbeit. Das elektrische Feld, das man braucht, um z.B. in einem Wasserstoffatom das Elektron vom Proton zu trennen, kann man ohne grosse Schwierigkeit erzeugen. Am CERN bei Genf wird dies z.B. gemacht, um Wasserstoff- oder Bleiatomkerne zu gewinnen. Auch in der Krebsbehandlung werden Neutronen- und Protonenstrahlen routinemässig eingesetzt.
Am Cern werden die Protonen in einem Strahl durch eine Vakuumröhre im Kreis herumgeschickt und beschleunigt, bis sie dann mit fast Lichtgeschwindigkeit aufeinandergeschossen werden. Die Elektronen wären da hinderlich, weil man die Protonen aufgrund ihrer Ladung leicht beschleunigen und auf Kreisbahn halten kann. Atome sind mehr oder weniger elektrisch neutral, und würden einfach geradeaus fliegen. Tatsächlich fangen sich diese Atomkerne (Ionen) gerne Elektronen ein. Also muss man aufpassen, dass das nicht geht, indem man die Atomkerne in einer Vakuumröhre hält, wo es nur wenige Elektronen hat.
Nebenbemerkung, nur so aus Freude an den fundamentalen Naturkräften: Um Elektronen vom Atomkern zu trennen, bedient man sich der elektromagnetischen Kraft. Die Protonen und Neutronen im Atomkern werden durch eine andere fundamentale Kraft zusammengehalten, die sogenannte Starke Kraft. Diese wirkt zwischen den Bauteilen der Protonen und Neutronen, die heissen Quarks und Gluonen. Wenn man versucht, diese Quarks auseinanderzureissen, klappt das nicht! Je grösser der Abstand, auf den man die Quarks zieht, desto stärker wird die Anziehungskraft. Irgendwann teilt sich das Proton (oder Neutron) in mehrere Hadronen (das ist die Gruppe von Teilchen, die Quarks enthalten), und man wird nie ein Quark haben können, das alleine auf weiter Flur steht („weite Flur“ ist hier so ein Abstand von ca. einem tausendstel Nanometer…).
Danke damit is mir sehr geholfen
Danke für die Antwort war sehr hilfreich und auch danke für die Zusatzinfo und jetzt nur mal so aus Interesse wieviel energie brauht man denn um so ein vollständig ionisietes wasserstoff teilchen herzustellen
Danke für die Antwort war sehr hilfreich und auch danke für
die Zusatzinfo und jetzt nur mal so aus Interesse wieviel
energie brauht man denn um so ein vollständig ionisietes
wasserstoff teilchen herzustellen
Die Grundzustandsenergie (Ionisierungsenergie) beim Wasserstoffatom beträgt 13.6 eV (Elektronenvolt). Das ist die (z.B. kinetische) Energie, die ein Elektron gewinnt, wenn es eine Spannung von 13.6 Volt durchläuft, also E = U*e~10^-18 J = 0.000000000000000001 Joule…
Anders: Vor langer Zeit, da waren Fernseher noch nicht so flach, und haben mit ihrer Kathodenstrahlröhre Elektronen aus einem glühenden Draht auf den Bildschirm geschossen, der daraufhin aufleuchtete. Die dort benutzte Spannung ist durchaus beträchtlich, einige 100V bis einige kV, glaube ich. Auch das Glühen der Kathode hilft da mit. Der Spannungsabfall muss ja auf einer Distanz lediglich eines des Atomdurchmessers stattfinden, und nicht auf makroskopischen Distanzen (~1mm)
Natürlich geht das.Habe es selbst schon experimentell ausprobiert.Diese Atome nennt man isolierte Atome.
Dies wird oft zur Teilchenbeschleunigung benutzt.
Kann man auch mit der Ionisationsenergie berechnen.Von Wasserstoff ist die Ionisationsenergie ca. 150 000.
Das kam sogar schon bei der Expansion des Universums vor.Allerdings war dar die Ionisation des Wasserstoffs verspätet und daher namen sie keine Elektronen auf.
Hoffe ich konnte dir damit weiterhelfen.
Tut mir leid, dass ich erst so spät antworte.
Ja, man kann einem Atom all seine Elektronen wegnehemen.
Dazu braucht man, je nach dem wie viele Elektonen ein Atom hat, ziemlich viel Energie. Einen Zustand bei dem sich einige oder gar alle Elektronen von den Atomen gelöst haben nennt man Plasma. Plasma kommt zum Beispiel in der Sonne vor, wird aber auch zu verschiedensten wissenschaftlichen Forschungen verwendet. Atome denen Elektronen fehlen nennt man Ionen. Wenn Atome keine Elektronen mehr haben, ist eben nur der Atomkern mit den Protonen und Neutronen übrig.
Natürlich sind Ionen dazu bestrebt wieder Elektronen einzufangen (deshalb funktioniert auch eine Baterie), aber damit dies möglich ist dürfen die Elektronen keine zu hohe kinetische Energie besitzen. In der Sonne ist es so heiß, dass es den Ionen oft nicht möglich ist die freien Elektronen einzufangen, da diese viel zu schnell sind. Aber nätürlich müssen Elektronen in der Umgebung
vorhanden sein um eingefangen werden zu können, sie entstehen nicht einfach so aus dem nichts.
Ich hoffe ich konnte deine Frage hiermit beantworten.