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Kapitel 2 Aufbau der Materie Erde … Wasser… Luft… Feuer 2. Aufbau der Materie.

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Präsentation zum Thema: "Kapitel 2 Aufbau der Materie Erde … Wasser… Luft… Feuer 2. Aufbau der Materie."—  Präsentation transkript:

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2 Kapitel 2 Aufbau der Materie Erde … Wasser… Luft… Feuer 2. Aufbau der Materie

3 Kapitel 2 Aufbau der Materie “Alle Körper sind aus Atomen aufgebaut, aus kleinen, sich ständig bewegenden Teilchen. Wenn Atome einander zu nahe kommen, wirken zwischen ihnen abstoßende Kräfte. Entfernen sie sich etwas voneinander, so treten anziehende Kräfte auf.” Richard P. Feynman 1918 – Nobelpreis Richard P. Feynman 1918 – Nobelpreis

4 Kapitel 2 Aufbau der Materie Demokrit aus Abdera um 460 – um 370 v. Chr. Demokrit aus Abdera um 460 – um 370 v. Chr. “Nichts existiert als die Atome und der leere Raum.” “Nichts existiert als die Atome und der leere Raum.”

5 Kapitel 2 Aufbau der Materie Historisch: Streit: Kontinuum - Kleinste Teilchen. Demokrit, 5. Jh. v. Chr.: Es gibt Atome (atomos=unteilbar) Er hatte ein mechanistisches Modell. Atome müssen ausgedehnt und unteilbar sein. Aristoteles sah darin einen Widerspruch. Zu Beginn des 19. Jh. waren die chem. Untersuchungsmethoden soweit gediehen, dass sich quantitative Messungen durchführen ließen.

6 Kapitel 2 Aufbau der Materie kaltfeucht heißtrocken Feuer Luft Wasser Erde Aristoteles 384 – 322 v. Chr.

7 Kapitel 2 Aufbau der Materie 1766 – 1844 Gesetz von der Erhaltung der Masse: Bei chemischen Reaktionen bleibt die Gesamtmasse der Reaktionsteilnehmer unverändert. Gesetz der konstanten Proportionen: In einer chemischen Verbindung sind die einzelnen Bestandteile stets in einem bestimmten, charakteristischen Massenverhältnis enthalten. Gesetz der multiplen Proportionen: Können zwei Bestandteile mehrere chemische Verbindungen bilden, so stehen die Mengen des einen Bestandteils, welche sich mit ein und derselben Menge des anderen Bestandteils verbinden können, im Verhältnis ganzer Zahlen. John Dalton

8 Kapitel 2 Aufbau der Materie z. B. 2g H g ½O 2 → 18g H 2 O Zum Gesetz der konstanten Proportionen Zum Gesetz der multiplen Proportionen: z. B. 63,54gCu + 16gO → 79,54 g CuO (Kupfer II – Oxid) 127,08gCu + 16g O → 143,08 g Cu 2 O (Kupfer I – Oxid) John Dalton ( ) sah in diesen Gesetzen den Beweis für den atomaren Aufbau der Materie. Atome verbinden sich zu Gruppen mit einheitlicher Struktur. → Verbindungen.

9 Kapitel 2 Aufbau der Materie A2B5A2B5 A2B3A2B3 A2B6A2B6 A2BA2B AB A2B2A2B2 AB 2 Multiple Proportionen

10 Kapitel 2 Aufbau der Materie 1856 – 1940 „Rosinenkuchenmodell“ Joseph John Thomson „verschmierte“ positive Ladung enthält Elektronen Rutherford: Beschuss mit  -Teilchen Erwartung: „leichte“ Ablenkung durch die Elektronen

11 Kapitel 2 Aufbau der Materie Streuversuche Ernest Rutherford Erwartung nach dem Thomsonschen Atommodell

12 Kapitel 2 Aufbau der Materie Streuversuchsergebnisse Goldfolie ZnS-Schirm  -Teilchen radioaktives Präparat in Bleimantel

13 Kapitel 2 Aufbau der Materie Ernest Rutherford 1911 Rutherford - Atommodell

14 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.1 Das Atommodell Die Atome sind keine massiven Kügelchen, sondern bestehen aus einem positiv geladenem Kern und einer negativen Hülle. Die Masse ist fast vollständig im Kern vereint. Die Hülle besteht aus negativ geladenen Elektronen und bestimmt die Größe und die chem. Eigenschaften des Atoms. vgl. B. (BW5) S. 21

15 Kapitel 2 Aufbau der Materie Protonen (p + ) und Neutronen (n) nennen wir Nukleonen Z... Ordnungszahl = Anzahl der p Die Atome sind meist neutral. Daher Anzahl p + = Anzahl der e - Hat ein Atom ein oder mehrere e zuwenig oder zuviel. → ION.

16 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.2 Begriffe: Relative Molekularmasse ist Summe der relativen Atommassen, die diese Verbindung aufbauen. Beispiel: = 18 Atomare Masseneinheit: 1 u =- Atoms 1u  m p  m n 1u = 1, (10) · kg

17 Kapitel 2 Aufbau der Materie Größe der Atome: d  bis m Größe des Kerns: d  bis m Massenzahl = Protonenzahl + Neutronenzahl A = Z + N ( Nukleonenzahl)

18 Kapitel 2 Aufbau der Materie Isotope: Beispiel: Wasserstoff: Besteht aus 1p und 1e. Es gibt aber auch Wasserstoff mit 1p +1n + 1e → schwerer Wasserstoff. Atome mit gleicher Protonenzahl, aber unterschiedlicher Massenzahl bezeichnet man als Isotope.

19 Kapitel 2 Aufbau der Materie Vgl. B. (BW 5) Seite 25 Die Isotope sind in sogenannten Isotopentafeln aufgeschrieben.

20 Kapitel 2 Aufbau der Materie Mol – Einheit der Stoffmenge n 1 Mol ist gleich der Stoffmenge, eines Systems, das aus ebenso vielen Teilchen besteht, wie Atome in 12g des Nuklids C-12 enthalten sind. 1 Mol enthält stets N A = 6, (36) mol -1 Teilchen N A … Avogadro-Konstante oder Lohschmidtsche Zahl

21 Kapitel 2 Aufbau der Materie Übungen: B. S. 27, Aufgaben 1, 2, 5, 6

22 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.3 Das Periodensystem der Elemente Ordnungszahl als Ordnungsprinzip Perioden: Anzahl der Schalen (Zeilen) Hauptgruppen: Anzahl der e in der äußersten Schale. (Spalten) vgl. B. (BW 5) S. 104

23 Kapitel 2 Aufbau der Materie Aufbau der Atome

24 Kapitel 2 Aufbau der Materie Ernest Rutherford Niels Bohr Erwin Schrödinger Atomkern Atomhülle bestimmte Bahnen

25 Kapitel 2 Aufbau der Materie Wasserstoff H: 1p 1e Helium He: 2p 2e K-Schale K-Schale voll L-Schale Beryllium Be: 4p 4e Lithium Li: 3p 3e

26 Kapitel 2 Aufbau der Materie Ende HHe BeBLiNeCNOFMgNaAlSiPSClAr KrCaK Xe Rn K-Schale L-Schale M-Schale N-Schale O-Schale I II III IV V VI VII VIII Halogene Edelgase Alkalimetalle Periodensystem

27 Kapitel 2 Aufbau der Materie

28 Kleiner Ausschnitt 1 H 1, Li 6,9 4 Be 9,0 5 B 10,8 10 Ne 20,1 9 F 19,0 8 O 16,0 7 N 14,0 6 C 12,0 11 Na 23,0 12 Mg 24,3 13 Al 27,0 18 Ar 39,9 17 Cl 35,5 16 S 32,1 15 P 31,0 14 Si 28,1 2 He 4,0MetalleNichtmetalle

29 Kapitel 2 Aufbau der Materie H He Ne Ar Kr Xe Rn Li Na K Rb Cs Fr F Cl Br I At Be Ca Sr Ba Ra Mg La Ac U O S Se Te Po N P As Sb Bi C Si Ge Sn Pb B Al Ga In Tl Zn Cd Hg Cu Ag Au Uu Ni Pd Pt Ds Co Rh Ir Mt Fe Ru Os Hs Mn Tc Re Bh Cr Mo W Sg V Nb Ta Db Ti Zr Hf Rf Sc Y La-Lu Ac-Lr Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr Alkalimetalle Edelgase Halogene Erdalkalimetalle I II III IV V VI VII VIII

30 Kapitel 2 Aufbau der Materie H He Ne Ar Kr Xe Rn Li Na K Rb Cs Fr F Cl Br I At Be Ca Sr Ba Ra Mg La Ac U O S Se Te Po N P As Sb Bi C Si Ge Sn Pb B Al Ga In Tl Zn Cd Hg Cu Ag Au Uu Ni Pd Pt Ds Co Rh Ir Mt Fe Ru Os Hs Mn Tc Re Bh Cr Mo W Sg V Nb Ta Db Ti Zr Hf Rf Sc Y La-Lu Ac-Lr Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr Periodensystem

31 Kapitel 2 Aufbau der Materie H He Ne Ar Kr Xe Rn Li Na K Rb Cs Fr F Cl Br I At Be Ca Sr Ba Ra Mg La Ac U O S Se Te Po N P As Sb Bi C Si Ge Sn Pb B Al Ga In Tl Zn Cd Hg Cu Ag Au Uu Ni Pd Pt Ds Co Rh Ir Mt Fe Ru Os Hs Mn Tc Re Bh Cr Mo W Sg V Nb Ta Db Ti Zr Hf Rf Sc Y La-Lu Ac-Lr Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr Unter Alltagsbedingungen sind 11 Elemente gasförmig (H, N, O, F, Cl und die Edelgase He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn), 2 Elemente flüssig (Br, Hg). Periodensystem der Elemente Periodensystem der Elemente

32 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.4 Bindungsarten Erarbeite aus dem Buch S. 24 die 3 Bindungsarten! Metallbindung Ionenbindung Atombindung Aufgaben 2 und 3 B (BW 5) S. 24 Lösungen: A2: Metallbindung: gute el. und Wärmeleitfähigkeit, Verformbarkeit Ionenbindung: schlechte Leitfähigkeit, spröde, in Wasser löslich - dann leitfähig Atombindung: schlechte Leiter, sehr häufig in Form von Kristallen meist hart A3: NH 3... Atombindung Na 2 O... Ionenbindung

33 Kapitel 2 Aufbau der Materie Nichtmetall–Nichtmetall Kristallgitter z.B.: Diamant Molekülez.B.:WasserRiesenmoleküle Atombindung

34 Kapitel 2 Aufbau der Materie Nichtmetall–Metall negatives Nichtmetallion positives Metallion Ionenbindung

35 Kapitel 2 Aufbau der Materie Metall–Metall positiver Atomrumpf Elektronengas Metallbindung

36 Kapitel 2 Aufbau der Materie Metalle Isolator kein Stromfluss in Ionenkristallen Isolator - Metalle

37 Kapitel 2 Aufbau der Materie Molekül–Molekül – ++++Van-der-Waals-KräfteVan-der-Waals-Kräfte

38 Kapitel 2 Aufbau der Materie Schneekristalle

39 Kapitel 2 Aufbau der Materie Titel: Radioaktivität

40 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.5 Stabile und instabile Kerne - Radioaktivität Die Bindung von e- an den Atomkern kann durch das Wirken der elektrischen Kräfte erklärt werden.  el. WW Zwischen den Nukleonen wirken die Kernkräfte (Starke WW). Diese haben nur eine geringe Reichweite ( m) (Kräfte zwischen den Quarks). verschiedene Atome können ohne äußere Einwirkung Teilchen aussenden.  Radioaktivität. Sie wurde 1896 von Henri Becquerel zufällig entdeckt. Ein Urankristall in der Nähe einer Fotoplatte schwärzte diese. Becquerel erhielt zusammen mit M. Curie und Pierre Curie 1903 den Nobelpreis für Physik. Madame Curie wies 1898 nach, dass es sich dabei um und in der Uranerzblende handelte. Die Aktivität eines radioaktiven Stoffes wird in Becquerel angegeben.

41 Kapitel 2 Aufbau der Materie 1896 Henri Becquerel Radioaktivität

42 Kapitel 2 Aufbau der Materie 1898 Marie und Pierre Curie Polonium 84 Po Radium 88 Ra Marie und Pierre Curie

43 Kapitel 2 Aufbau der Materie Viktor Franz Hess (1883 – 1964)

44 Kapitel 2 Aufbau der Materie Einheit für den radioaktiven Zerfall 1 Becquerel = 1 Zerfall pro Sekunde (1Bq = 1 s -1 ) alte Einheit: 1 Curie = 3,7∙10 10 Bq (1Ci) 1 Ci entspricht der Aktivität von 1 g Radium Führe Aufgabe A1 auf Seite 29 aus!

45 Kapitel 2 Aufbau der Materie A1 Seite 29 Basiswissen 5RG LebensmittelGrenz- wert nCi/l In Bq/l bzw. Bq/kg Durch- schnitts- wert in nCi/l In Bq/l bzw. Bq/kg Milch0,3nCi/l0,1 nCi/l Schweine- u. Geflügelfleisc h 5nCi/kg0,25 nCi/kg Rindfleisch16nCi/kg0,75 nCi/kg LebensmittelGrenz- wert nCi/l In Bq/l bzw. Bq/kg Durch- schnitts- wert in nCi/l /kg In Bq/l bzw. Bq/kg Milch0,3nCi/l11,10,1 nCi/l3,7 Schweine- u. Geflügelfleisch 5nCi/kg1850,25 nCi/kg 9,25 Rindfleisch16nCi/kg5920,75 nCi/kg 27,75

46 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.6 Strahlenarten  - Strahler  = ist ein Heliumkern Beispiele: Beim  -Zerfall findet eine Kernumwandlung statt. α-Zerfall:

47 Kapitel 2 Aufbau der Materie Versuche mit  = 432,6 a (Schwarze Hülse) Messung des Leerwerts –Messdauer: t = 60s Messung123Mittelwert Impulse

48 Kapitel 2 Aufbau der Materie Versuche mit  = 432,6 a (Schwarze Hülse) Reichweite von  -Strahlern(Am-241 ) und Abschirmmöglichkeit Bei der jeweiligen Entfernungseinstellung einmal ohne, das zweite Mal mit einem Blatt Papier messen. Messdauer: t = 10s Entfernung in cm 1,11,21,31,41,5 Impulse Impulse ohne Leerwert Abschirmung mit Papier

49 Kapitel 2 Aufbau der Materie Versuche mit  = 432,6 a (Schwarze Hülse) Ergebnis: Die Reichweite ist sehr gering. In Luft einige cm.  - Strahlen können bereits mit einem Blatt Papier abgeschirmt werden. Sie sind trotzdem sehr gefährlich, weil sie stark ionisierend wirken. Bemerkung: Die noch auftretende Reststrahlung rührt von der  -Strahlung her.

50 Kapitel 2 Aufbau der Materie ß - -Strahler (grüne Hülse) HWZ: 10,76a /(4,48h).... Antineutrino, entsteht infolge der schwachen Wechselwirkung. Reichweite von ß - -Strahlern : Messdauer: t = 10s Entfernung in cm Impulse Impulse ohne Leerwert

51 Kapitel 2 Aufbau der Materie Reichweite von ß - -Strahlern : Ergebnis: Noch in 50 cm haben wir erhöhte Strahlung, die Reichweite der ß - - Strahler beträgt etwa 2 m - 3m.

52 Kapitel 2 Aufbau der Materie Strahlenkegel: Messdauer: t = 10s Abstand Quelle Zählrohr ca. 14cm Winkel in Grad -45°-30°-15°0°15°30°45° Impulse Ergebnis: Die ß - - Strahlen breiten sich in einem Strahlenkegel aus. Am intensivsten zwischen ‑ 15° und 15°.

53 Kapitel 2 Aufbau der Materie Ablenkung von ß - -Strahlen mit Magnet Messdauer: t = 10s Abstand Quelle Zählrohr ca. 14cm Winkel in Grad -45°-30°-15°0°15°30°45° Impulse Ergebnis: Die ß - - Strahlen lassen sich in einem Magnetfeld ablenken.

54 Kapitel 2 Aufbau der Materie Absorption von  - -Strahlen durch Plastikfolien: Messdauer: t = 10s Abstand Quelle Zählrohr: 10cm Anzahl Folien Impulse Impulse ohne Leerwert Zeichne ein Diagramm: senkrecht:Impulse; waagrecht: Anzahl Folien Ergebnis: ß - - Strahler lassen sich durch Folien abschirmen. (auch durch Plexiglas und Metalle)

55 Kapitel 2 Aufbau der Materie  -Strahlen Ihre Strahlung ist ähnlich dem Licht, aber nicht sichtbar und viel durchdringender. Ihre Aussendung erfolgt in Form von "Energieportionen" "Quanten". Beispiele:

56 Kapitel 2 Aufbau der Materie Absorption von  -Strahlen durch Bleiplatten: Messdauer: t = 10s Abstand Quelle Zählrohr: 5cm Schichtdicke Pb [mm] Impulse Diagramm: senkrecht:Impulse; waagrecht: Schichtdicke von Blei Ermittle die Halbwertsdicke: (Dicke, bei der die Strahlung auf die Hälfte des Wertes abgesunken ist.)

57 Kapitel 2 Aufbau der Materie Absorption von  -Strahlen durch Bleiplatten: Messdauer: t = 10s Abstand Quelle Zählrohr: 5cm Schichtdicke Pb [mm] Impulse Diagramm: senkrecht:Impulse; waagrecht: Schichtdicke von Blei Ermittle die Halbwertsdicke: (Dicke, bei der die Strahlung auf die Hälfte des Wertes abgesunken ist.)

58 Kapitel 2 Aufbau der Materie Absorption von  -Strahlen durch Bleiplatten: Ermittle die Halbwertsdicke. Sie beträgt hier etwa 12 mm.

59 Kapitel 2 Aufbau der Materie Absorption von  -Strahlen durch Bleiplatten: Ergebnis: Die Halbwertsdicke bei Co-60 beträgt ca. ….. mm. Folgerung: Die  -Strahlen sind aufgrund ihrer großen Durchdringungsfähigkeit und ihrer großen Reichweite sehr gefährlich, da sie auch schwer abschirmbar sind. Die Intensität der  -Strahlung (Dosisleistung), sinkt mit dem Quadrat der Entfernung von der Quelle.

60 Kapitel 2 Aufbau der Materie Der radioaktive Ballon Versuch: Ein Ballon (nicht aufgeblasen) wird unter einen Geigerzähler gelegt. Ergebnis 1: Die Impulsanzahl entspricht etwa früheren Messungen des Leerwerts. Der Luftballon wird aufgeblasen und durch Reiben an Schafwolle oder fettfreiem Kopfhaar elektrisch ge­laden. Anschließend wird er so aufgehängt, dass er sich nicht durch Kontakt mit leitenden Objekten entladen kann. Ergebnis 2: Nach einiger Zeit (10 Minuten bis 2 Stunden) wird der Ballon ausgelassen. Mit dem Geigerzähler lässt sich jetzt eine wesentlich über der Leerrate liegende Aktivität auf der Ballonhaut nachweisen. Das elektrische Feld ließ Ionen der Tochterprodukte des Radon zum Ballon wandern.

61 Kapitel 2 Aufbau der Materie T1/2ZerfallEnergie Rn-2223,8 dα5.5 MeV Po-2183 minα6,0 MeV Pb-21426,8 minß-ß- 0,7 MeV (γ) Bi-21419,9 minß-ß- 1,5 MeV (γ) Po µsα Pb aß-ß- Tochterprodukte des Radon

62 Kapitel 2 Aufbau der Materie 2.7 Bilden von Arbeitsgruppen Kosmische Strahlung (S. 31, A1) (Folie B 2.11) Halbwertszeit ( S (Folie B 2.12/1+2 ) (A 2 u. A3) Radiocarbonmethode und radiometrische Altersbestimmung (S. 33) (A1, A2 S 33) Strahlenquellen und Strahlenschutz (S. 34) (Folie B 2.13) A2 u. A3 Isotopentafel erklären Fundamentale Wechselwirkungen B. S. 35

63 Kapitel 2 Aufbau der Materie Entstehung von C-14

64 Kapitel 2 Aufbau der Materie Glühstrümpfe Zunächst benutzte Carl Auer von Welsbach Magnesium-Oxide, Zirconiumdioxid, dann Lanthan, Yttrium und Praseodym- Verbindungen. Sie alle weisen ein mäßiges Absorptionsvermögen im sichtbaren Bereich auf und produzieren nur ein braunweißes Leuchten. Der Durchbruch gelang ihm mit Ceroxid, zusammen mit Thoriumdioxid zur Stabilitätsverbesserung. Die Zusammensetzung von 1 Prozent CeO 2 und 99 Prozent ThO 2 wurde erst vor wenigen Jahrzehnten durch eine Mischung aus Yttriumoxid und Ceroxid abgelöst, um auf das leicht radioaktive ThO 2 verzichten zu können.Magnesium ZirconiumdioxidLanthanYttriumPraseodymCeroxid ThoriumdioxidYttriumoxid Th 232 ist ein  -Strahler 1,4∙10 10 a Ce (Ordnungszahl 58) hat mehrere stabile Isotope

65 Kapitel 2 Aufbau der Materie Radiotoxizität [Bearbeiten]Bearbeiten Das Thoriumisotop 232Th ist mit seiner Halbwertszeit von 14,05 Mrd. Jahren noch wesentlich schwächer radioaktiv (geringere Dosisleistung) als Uran, da durch die längere Halbwertszeit weniger Zerfälle pro Sekunde stattfinden und auch die Konzentration der kurzlebigen Zerfallsprodukte geringer bleibt.Uran Thorium ist ein α-Strahler und aufgrund dieser Strahlungsart gefährlich bei Inhalation und Ingestion. Metall-Stäube und vor allem Oxide sind aufgrund ihrer Lungengängigkeit radiotoxisch besonders gefährlich und können Krebs verursachen. Beim Lagern und Umgang von bzw. mit Thorium und seinen Verbindungen ist auch die stetige Anwesenheit der Elemente aus der Zerfallsreihe zu beachten. Besonders gefährlich sind starke Beta- und die mit einem hohen 2,6 MeV-Anteil sehr energiereichen und durchdringungsfähigen Gammastrahler.α-StrahlerInhalationIngestion

66 Kapitel 2 Aufbau der Materie RadiumRadium 228Ra (Halbwertszeit 5,75 a),Halbwertszeit ActiniumActinium 228Ac (6,15 h), Thorium 228Th (1,9116 a), RadiumRadium 224Ra (3,66 d), RadonRadon 220Rn (55,6 s), PoloniumPolonium 216Po (0,145 s), BleiBlei 212Pb (10,6 h), BismutBismut 212Bi (60,55 min), daraus zu 64 % Polonium 212Po (3·10−7 s) undPolonium zu 36 % Thallium 208Tl (3,053 min),Thallium aus beiden stabiles Blei 208Pb.Blei Die Zerfallsprodukte des natürlich vorkommenden Thoriums-232 sind in folgender Reihenfolge:

67 Kapitel 2 Aufbau der Materie 227 Thin Spuren18,72 ddα6, Ra 228 Thin Spuren1,9131 aaα5, Ra 229 Th{syn.}7880 aaα5, Ra 230 Thin Spuren aa α4, Ra SFSF 10 −11 % 231 Thin Spuren25,52 hh β−β− 0, Pa αα 10 −8 %4, Ra 232 Th100 %1,405 · aa α4, Ra SFSF 10 −9 % 233 Th{syn.}22,3 minminβ−β− 1, Pa 234 Thin Spuren24,10 ddβ−β− 0, Pa Syn = synthetisch hergesetllt Thorium-Isotope Zerfalls energie MeV HWZ

68 Kapitel 2 Aufbau der Materie Titel: Strahlenschutz

69 Kapitel 2 Aufbau der Materie Aktivität einer Strahlungsquelle = Anzahl der Zerfälle pro Sekunde Einheit: 1Becquerel=1Bq=1s –1 Ionendosis = Betrag der elektrischen Ladungen gleichen Vorzeichens, die pro Kilogramm des bestrahlten Körpers erzeugt werden. Einheit: 1C/kg Aktivität, Ionendosis

70 Kapitel 2 Aufbau der Materie Energiedosis = pro Kilogramm absorbierte Strahlungsenergie Einheit: 1Gray=1Gy=1J/kg Äquivalentdosis = Energiedosis · Qualitätsfaktor Einheit: 1Sievert=1Sv=1J/kg

71 Kapitel 2 Aufbau der Materie effektive Dosis in SvStrahlenwirkungen 0 bis 0,5Ohne größeren diagnostischen Aufwand keine unmittelbar nachteiligen Wirkungen feststellbar, aber Schwächung des Immunsystems, 0,5 bis 1Veränderungen des Blutbilds, Hautrötungen, vereinzelt Übelkeit, Erbrechen, sehr selten Todesfälle, 1 bis 2nachteilige Wirkungen auf das Knochenmark, Erbrechen, Übelkeit, schlechtes Allgemeinbefinden, etwa 20% Sterblichkeit, ab 4schwere Einschränkungen des Allgemeinbefindens sowie schwere Störungen der Blutbildung, die Infektionsbereitschaft ist stark erhöht, 50%ige Sterblichkeit, ab 6neben den genannten schweren Störungen treten gastrointestinale Symptome auf, die Überlebensrate ist nur noch sehr gering, über 7nahezu 100 %ige Sterblichkeit, über 10zusätzlich Schädigung des ZNS, bis hin zu Lähmungen, über 100schneller Tod durch Ausfall des ZNS (Sekundentod). Symptome bei einem Menschen, der einer kurzzeitigen Ganzkörperbestrahlung ausgesetzt war.

72 Kapitel 2 Aufbau der Materie Grundwasser Boden- strahlung Nahrungsmittel Künstliche Strahlung Kosmische Strahlung Atmung

73 Kapitel 2 Aufbau der Materie Radioaktive Elemente im Menschen Schilddrüse Jod 129 Jod 131 Muskel Kalium 42 Caesium 137 Leber Kobalt 60 Tellur 132 Plutonium 239 Nieren Ruthenium 106 Eierstöcke Kalium 42 Kobalt 60 Zink 65 Ruthenium 105 Jod 131 Caesium 137 Barium 140 Plutonium 239 Haut Schwefel 35 Lunge Krypton 85 Radon 222 Uran 233 Plutonium 239 Milz Polonium 210 Knochenmark Strontium 90 Ruthenium 106 Hoden Tritium 3 Knochen Kohlenstoff 14 Phosphor 32 Zink 65 Strontium 90 Barium 140 Promethium 147 Radium 226 Thorium 234 Plutonium 239

74 Kapitel 2 Aufbau der Materie Strahlenfrühwarnsystem 340 automatische Messstationen zur Messung der Ortsdosisleistung (  -Strahlung) 10 Luftmonitore zur Messung der bodennahen Luft in Grenznähe (  -,  - und  -Strahlung) Direktverbindung zu ausländischen Strahlenfrühwarnsystemen Ende

75 Kapitel 2 Aufbau der Materie Gravitation (Massenanziehung, Schwerkraft) Elektromagnetische Wechselwirkung Starke WW Schwache WW Übersicht

76 Kapitel 2 Aufbau der Materie Konstruieren von Begriffsnetzen mit Concept Mapping Den Schülerinnen und Schülern werden Begriffe zu einem Themengebiet vorgegeben. In Gruppenarbeit (ca. 4 Schüler/innen) sollen sie diese Begriffe in ein Begriffsnetz bringen. Die Schüler schreiben jeden dieser Begriffe auf einen Zettel eines Haftnotizblocks. Diese Zettel kleben sie auf ein Packpapier und versuchen nun Beziehungen zwischen den Begriffen herzustellen. Dies deuten sie durch Pfeile, die von einem zum anderen Begriff führen, an. Zusätzlich schreiben sie die Art der Beziehung zu diesem Pfeil. Es sollten möglichst viele Verbindungen hergestellt werden, dabei sollten sich nicht zu viele Pfeile kreuzen. Eventuell müssen die Begriffe umgeordnet werden. Die Pfeile und die Beschriftung sollte man vorerst mit Bleistift durchführen, damit sich Korrekturen leichter durchführen lassen.

77 Kapitel 2 Aufbau der Materie Wenn das Concept Map „fertig“ ist (nach Diskussion mit dem Lehrer oder Korrektur), ist es günstig, dieses nochmals auf ein DIN a 4 Blatt zu zeichnen, damit man es kopieren kann und alle Gruppenteilnehmer das Ergebnis zum Lernen mitnehmen können. Elektronen Energiestufen (Schalen) Atomhülle chem. Verhalten Neutronen Nukleonen Isotope Atom Ordnungszahl Protonen Massenzahl Periodensystem Modell Atomkern Ordne folgende Begriffe einander zu!

78 Kapitel 2 Aufbau der Materie

79 HWZMenge in % ,5 46,25 53,125 61, , , , , , Halbwertszeit


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