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Natur und Technik Welt der kleinsten Teilchen

Was passiert, wenn eine Kerze brennt? Wieso entstehen dabei Wärme und Licht? Wer sich mit chemischen Reaktionen auskennt, kennt die Antwort: Die Umgruppierung von Atomen schafft neue Stoffe und setzt Energie frei.

Von: Petra Reinold & Hermann Deger, ein Film von Wolfgang Voelker

Stand: 25.01.2013

Eine brennende Kerze | Bild: BR

Schon vor etwa 2.300 Jahren machte sich der griechische Philosoph Demokrit Gedanken über den Aufbau der Stoffe. Er nahm damals an, dass alle Dinge aus winzigen unteilbaren Teilchen bestehen. Das griechische Wort für "unteilbar" ist atomos, deshalb nennen wir die Grundbausteine der Stoffe Atome.

Nichts für Grobmotoriker: Per Tastsinn in die Welt der Atome

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Atome sind so klein, dass man sie mit den Augen nicht sehen kann. Moderne Rastermikroskope können aber so stark vergrößern, dass es möglich wird, Bilder von größeren Atomen zu machen. Das funktioniert, weil Rastermikroskope eine unvorstellbar feine Spitze haben, mit der sie Oberflächen abtasten und dabei kleinste Höhenunterschiede auf atomarer Ebene erfassen können. Die ertasteten Daten werden in Bilder "umgerechnet", auf denen die regelmäßige Anordnung der Atome zu sehen ist.

Warum wird eine brennende Kerze kleiner, wieso gibt sie Licht und Wärme ab?

Was immer auf Erden geschieht, hängt mit Vorgängen zusammen, die sich in dieser Welt der kleinsten Teilchen abspielen. Auch die Frage, warum eine brennende Kerze immer kleiner wird, dabei aber Licht und Wärme abgibt. Um zu verstehen, was da genau passiert, müssen wir uns das Wachs einer Kerze genauer ansehen. Es besteht aus großen Molekülen, die aus Kohlenstoffatomen und Wasserstoffatomen aufgebaut sind. In der Kerzenflamme kommen diese in Kontakt mit Sauerstoffmolekülen aus der Luft. Nun findet eine chemische Reaktion statt. Die Atome aus der Kerze und dem Sauerstoff werden umgruppiert zu neuen Molekülen. Es entstehen Kohlenstoffdioxidmoleküle und Wassermoleküle. Bei der Umgruppierung wird Energie frei, die man als Licht sehen und als Wärme spüren kann. Die Kerze wird zwar kleiner. Die Atome aus ihren Molekülen verschwinden aber nicht, sondern sie sind jetzt in anderen Molekülen ein Teil der Luft.

Na klar, ist doch wirklich logisch!

Damit ist auch uns ein Licht aufgegangen: Wir haben die Umgruppierung von Atomen sowie eine Energieänderung zwischen der Energie der Ausgangstoffe und der der Produkte als Kennzeichen einer chemischen Reaktion kennen gelernt!


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