📝 Arbeitsblatt: Von Avogadro zum Periodensystem & zur Einheit u
Fach: Chemie (FOS)  |  Thema: Stöchiometrische Grundlagen
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Station 1: Die historische Detektivgeschichte (1811 – 1869) Tafelbild Station 1

Ergänze die Sätze passend zum interaktiven Tafelbild:

  • 1811 (Amedeo Avogadro): Er stellte die These auf, dass gleiche Volumina von Gasen (bei gleichen Bedingungen) immer enthalten.
  • 1860 (Karlsruher Kongress): Der Chemiker Stanislao Cannizzaro verteilte ein kleines für seine Studenten, das den entscheidenden Durchbruch brachte.
  • 1869 (Meyer & Mendelejew): Erst da man nun die korrekten Atommassen kannte, konnten die Elemente nach steigender Masse sortiert und das erste aufgestellt werden.
Station 2: Warum Kohlenstoff statt Wasserstoff? Tafelbild Station 2

Früher nutzte man das leichteste Gas (Wasserstoff) als Maßstab (1 u). Das Problem: Wasserstoff ist ein Gas und im Labor extrem schwer exakt zu handhaben.

Die moderne Festlegung (seit 1961): Man wählte das stabile Kohlenstoff-Isotop C-12 als Feststoff und definierte die Atommasseneinheit neu:

1 u = der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms
Station 3: Die Brücke zur Laborwaage (Das Mol) Tafelbild Station 3

Weil einzelne Atome unvorstellbar leicht sind, brauchen wir für die Laborwaage eine feste Verpackungseinheit: 1 Mol.

1 mol = 6,022 · 1023 Teilchen  (Avogadro-Konstante NA)

Der magische PSE-Trick: Schau in die Kachel von Kohlenstoff (C) in deinem Periodensystem. Die Zahl 12,0 besitzt eine doppelte Bedeutung:

  • Für 1 einzelnes Atom bedeutet sie eine Masse von 12,0
  • Für 1 Mol (6,022 · 1023 Atome) bedeutet sie eine Masse von 12,0
Station 4: Mathematischer Beweis – Wie viel Gramm sind 1 u? Tafelbild Station 4

Vollziehe die Rechenschritte aus dem Tafelbild nach:

1) 12 u · 6,022 · 1023 = 12 g   (Masse von 1 Mol C-12)
2) 1 u · 6,022 · 1023 = 1 g   (durch 12 geteilt)
3) 1 u = 1 g / (6,022 · 1023)
4) 1 u ≈ 1,66 · 10−24 g

Merksatz für dein Heft: Genau u ergeben zusammen exakt 1 Gramm auf unserer Laborwaage!