Was sind die Ladungen von Protonen, Neutronen und Elektronen?

Atome bestehen aus drei unterschiedlich geladenen Teilchen: dem positiv geladenen Proton, dem negativ geladenen Elektron und dem neutralen Neutron. Die Ladungen des Protons und des Elektrons sind gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Protonen und Neutronen werden im Atomkern durch die starke Kraft zusammengehalten. Die Elektronen innerhalb der den Kern umgebenden Elektronenwolke werden durch die viel schwächere elektromagnetische Kraft am Atom gehalten.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Das ist ganz einfach: Elektronen haben eine negative Ladung, Protonen haben eine positive Ladung und Neutronen sind – wie der Name schon sagt – neutral.

Elemente unterscheiden sich voneinander durch die Anzahl der Protonen in ihrem Kern. Kohlenstoffatome haben beispielsweise sechs Protonen in ihrem Kern. Atome mit sieben Protonen sind Stickstoffatome. Die Anzahl der Protonen für jedes Element wird als Ordnungszahl bezeichnet und ändert sich bei chemischen Reaktionen nicht. Mit anderen Worten, die Elemente am Anfang einer Reaktion – die sogenannten Reaktanten – sind die gleichen Elemente am Ende einer Reaktion – die sogenannten Produkte.

Obwohl Elemente eine bestimmte Anzahl von Protonen aufweisen, können Atome desselben Elements unterschiedliche Neutronenzahlen aufweisen und werden als Isotope bezeichnet. Wasserstoff hat beispielsweise drei Isotope mit jeweils einem einzigen Proton. Protium ist ein Wasserstoffisotop mit null Neutronen, Deuterium hat ein Neutron und Tritium hat zwei Neutronen. Obwohl die Anzahl der Neutronen zwischen den Isotopen unterschiedlich sein kann, verhalten sich alle Isotope chemisch ähnlich.

Elektronen sind nicht so fest an das Atom gebunden wie Protonen und Neutronen. Dadurch können Elektronen verloren gehen, gewonnen oder sogar zwischen Atomen geteilt werden. Atome, die ein Elektron verlieren, werden zu Ionen mit einer Ladung von +1, da es jetzt ein Proton mehr als Elektronen gibt. Atome, die ein Elektron aufnehmen, haben ein Elektron mehr als Protonen und werden zu einem -1-Ion. Aus diesen Veränderungen in der Anzahl und Anordnung der Elektronen resultieren chemische Bindungen, die Atome zu Verbindungen zusammenhalten.

Die Masse eines Atoms wird durch die Anzahl der Protonen und Neutronen im Kern bestimmt. Elektronen haben im Vergleich zu Protonen und Neutronen einen so geringen Massenanteil, dass sie bei der Bestimmung der Masse eines Atoms im Allgemeinen vernachlässigt werden. Die Summe aus Protonen und Neutronen wird als Atommasse bezeichnet und ist für jedes Isotop unterschiedlich. Zum Beispiel hat das Isotop Protium von Wasserstoff ein Proton und eine Atommasse von eins. Deuterium mit einem Proton und einem Neutron hat eine Atommasse von zwei.

An chemischen Reaktionen sind viele, viele Atome beteiligt, und in der Natur sind diese Atome eine Mischung aus Isotopen. Das Atomgewicht für ein Element ist die Atommasse eines Elements, gewichtet mit dem Prozentsatz der in einer Probe gefundenen Isotope. Die meisten Wasserstoffatome sind Protiumisotope mit einer Atommasse von eins. Ein kleiner Prozentsatz dieser Atome ist jedoch Deuterium mit einer Atommasse von zwei und Tritium mit einer Atommasse von drei. Somit hätte eine Probe von Wasserstoffatomen aufgrund der geringen Menge dieser schwereren Isotope ein Atomgewicht von 1,008, was die durchschnittliche Atommasse leicht erhöht. Beachten Sie, dass der Prozentsatz der Isotope zwischen den Proben variieren kann, aber im Allgemeinen sehr ähnlich sind.