Wasserstoffatom

@Stern8734Welt

Stern8734Welt schrieb:wenn das eh so einfach ist warum beschreibst du das nicht in ein paar Worten, es wäre doch sinnvolles Wissen das auch andere lesen könnten

Weil das halt nicht ganz so einfach und schon gar nicht in "ein paar Worten" geht. Und wir hier auch keine ausgebildeten Didaktiker sind. Je weniger jemand von der Materie vorwissensmäßig versteht, umso ausschweifender müssen die Erklärungen werden.
Es hat schon gute Gründe, warum der Bildungserwerb Jahre dauert.
Das alles lässt sich nicht in "ein paar Worten" runterrattern.

Diese Themen füllen Bücher. Selbst die einfachsten Darstellungenin in Schulbüchern füllen mehrere Seiten.

Ich riet Dir ja schon einmal, und wiederhole mich gerne: besorg Dir ein oder zwei Chemieschulbücher, ab der 7./8. Stufe aufwärts. Wird dort garantiert behandelt und gut erklärt. Auch mit Beispielen.

Stern8734Welt schrieb:ein Beispiel: nun kommt ein 2ter Planet und wird eingefangen... meinst du da das ein Proton automatisch immer wenn ein Elektron vorhanden ist einfach ein weiteres dazu einfängt

Das Planetenbeispiel ist nicht gut auf Atome übertragbar. Aber wenn man die Geschichte mit Sonnen und Planeten weiterspinnt, kann man das damit vergleichen, dass Sonnensysteme sich einander annähern und äußere Planeten auf einer Bahn um beide Sonnen laufen, aber wie gesagt, diese Vergleiche sind nicht gut.

Es wechselt kein Elektron rüber, sondern Elektronen werden gemeinsam genutzt, um die äußere Elektronenschale vollzubekommen (Edelgaskonfiguration ist der energetisch günstigste Zustand). Deshalb treten Wasserstoffatome, Sauerstoffatome und Stickstoffatome meist paarweise auf.

hmm...jetzt nicht alles durchgelesen, aber was ich mich in diesem Zusammenhang auch frage, wenn es so was wie Antiwasserstoff gibt, gibt es dann, (zusammen mit Antisauerstoff) auch "Antiwasser"?

Sprich sind die Atome ebenso reaktionsfreudig sich zu genau diesem Molekül zu verbinden?
Wenn ja was hätte dieser Stoff, also Antiwasser, dann für Eigenschaften? Ähnliche wie unser Wasser?

Man kann das Ganze natürlich auch weiterspinnen, bis hin zum "Antimenschen"…ihr versteht was ich meine?

@knopper

knopper schrieb:wenn es so was wie Antiwasserstoff gibt, gibt es dann, (zusammen mit Antisauerstoff) auch "Antiwasser"?

Eher nicht. Ein Wassermolekül besteht neben den beiden Wasserstoffatomen auch noch aus einem Sauerstoffatom. Während Wasserstoff, das häufigste Element im Universum, kurz nach dem Urknall (primordiale Nukleosynthese) entstand, wird Sauerstoff in Sternen erbrütet (stellare Nukleosynthese). Wie du sicher weißt, bestehen Sterne nun mal aus Materie, und nicht aus Antimaterie. Daher ist es ausgeschlossen, dass sich so etwas wie "Antisauerstoff" bilden kann, denn dafür braucht man schon einen massereichen Stern aus Antimaterie, den es jedoch nicht gibt (zumindest wurde noch keiner gefunden).

Hier mal ein Link, wo beschrieben wird, wie Sauerstoff entsteht:

Wikipedia: Neonbrennen

Im allgemeinen wird übrigens kaum zwischen "Entstehung" und "Gewinnung" unterschieden, daher kursieren im Internet auch die abenteuerlichsten Meinungen darüber. Ich finde aber, die beiden Dinge sollte man streng voneinander trennen.

Beim Recherchieren bin ich jedoch noch über folgenden Eintrag gestolpert:

Positronisches Wasser ist ein hypothetisches kurzlebiges wasserähnliches Molekül aus einem Sauerstoff- und zwei Positroniumatomen. Im Vergleich zum normalen Wasser werden also die Wasserstoffatome durch Positronium ersetzt.

Wikipedia: Positronium#Positronisches Wasser

Wobei hier die Betonung sicherlich auf "hypothetisch" liegt, außerdem handelt es sich um ein Sauerstoffatom, und nicht um "Antisauerstoff" ... das zählt also nicht :D.

Kleiner Nachtrag:

Sauerstoff entsteht natürlich auch beim Kohlenstoffbrennen, und nicht nur durch die Photodesintegration von Neon. Vermutlich gibt es auch noch mehr Möglichkeiten (Supernovea, Kollisionen von Neutronensternen, ... ), daher bitte keinen Anspruch auf Vollständigkeit an mein Gelaber stellen :D.

Wikipedia: Kohlenstoffbrennen

Es ist zwar ziemlich sicher, dass es in unserem Universum keinen natürlich vorkommenden Anti-Sauerstoff gibt (s. Peter), aber prinzipiell denkbar ist das schon mit dem Antiwasser. Soweit ich weiß, spricht auch nichts gegen all die anderen Elemente und Moleküle in der "Antiversion". Antimenschen sollten also aus Sicht der Naturgesetze "erlaubt" sein.

Nun ja...man vermutet ja das es fernab, also in ein paar entlegenen Bereichen des Universums evt. doch Ganze Galaxien aus Antimaterie geben könnte, hab ich zumindest schon mal so gehört.
Diese würden ganz normal existieren da sie ja weit weg von den "Materiegalaxien" wären. Da sollte es dann natürlich auch Sterne aus Antimaterie geben.... oder etwa nicht?

Is halt die Frage ob man es irgendwie berechnen kann, das Sterne auch aus Antimaterie, also vornehmlich Antiwasserstoff und Antihelium bestehen könne, UND ob die Fusionsprozesse dann auch genauso ablaufen wie bei normaler Materie, also bis zur Entstehung von schweren Elementen usw...
oder verhält sich Antimaterie komplett anders?

Ich meine es ist ja eigentlich nur gedreht...die Protonen sind außen und die Elektronen innen (vereinfacht).
An der Gesamtmasse des Atoms ändert sich doch somit nichts, oder?

Interessant wird es dann halt bei den Molekülen, also welche sich da aus Antimaterie bilden können / könnten. Kann man das nicht theoretisch voraussagen / simulieren?

Chemisch betrachtet können Edelgase dann reagieren, wenn man sie mit Elementen zusammen bringt, die eines oder mehrerer der Elektronen aus der Edelgasschale stärker an sich reissen, als es das Edelgas vermag. Fluor ist so ein Kandidat. Es gibt also zb. Xenondifluorid.
Antiwasser ist prinzipiell möglich, aber man muss bedenken, dass elektrisch neutrale Antimaterie nicht in Magnetfallen gehalten werden kann. Antiprotonen = ja, können festgehalten werden, Positronen=ja, elektrisch neutraler Antiwasserstoff =nein. Einzelne Atome kann man ggf. mit Laserlichtfallen auf Position halten. Ausserdem ist ein Hochvakuum auch nicht perfekt und wenn Antimaterie auf Materie trifft (egal welche), dann gibts Gammastrahlung.
Die Reaktion von Antiwasserstoff mit Antisauerstoff ist nur von akademischem Interesse.
Vorher ist die Frage viel wichtiger, ob Antimaterie wirklich in allen Eigenschaften entgegengesetzt zu Materie reagiert. Abgesehen von Gravitation - die wirkt immer gleich auf Materie und Antimaterie.

@knopper
Nein, die Protonen sind negativ geladen und sind im Kern und die Positronen sind positiv geladen und bilden Orbitale - genauso wie mit normaler Materie.

Antimaterie gehört in den Bereich Physik / Quantenmechanik und ist eine ganz andere Baustelle. Antimaterie-Chemie ist eine winzige Nische im Bereich der Chemie. Interessiert so gut wie keinen. Das ist mehr was für Physiker.

@knopper

knopper schrieb:Nun ja...man vermutet ja das es fernab, also in ein paar entlegenen Bereichen des Universums evt. doch Ganze Galaxien aus Antimaterie geben könnte, hab ich zumindest schon mal so gehört.

Naja, man liest so einiges im Internet. Vieles zeigt aber ganz offensichtlich Unwissenheit.
Denn würde sich irgendwo im Universum eine Anti-Galaxie befinden, würde sie sogleich auch wieder zerstrahlen. Viele sind nämlich im Glauben, der Raum zwischen den Galaxien wäre vollkommen leer, dies ist aber nicht so.Dieser Raum ist nämlich "gefüllt" mit ca. einem Wasserstoffatom/km³. Und wenn eine Anti-Galaxie mit "normaler Materie in Berührung kommt, weißt Du ja was passiert.
Von daher kannst Du solche Anekdoten als unsinnig abhaken. :D

@Stern8734Welt
.....für alle die sich näher mit Chemie auseinandersetzen wollen, ein Tip.
http://www.amazon.de/Lehrprogramm-Chemie-I-Joachim-Nentwig/dp/352731346X

@Micha007

nein...nicht ganz!
es handelt sich bei diesem Raum ja um lediglich 1 Teilchen/qm.
Wie soll denn davon eine Ganze Galaxie zerstrahlen die 10 hoch irgendwas Teilchen enthält?
Es wird ja auch nur vermutet, keiner weiß es genau.
Ich halte es jedenfalls für interessant.
Allein die Vorstellung das irgendwo son "böse" Antigalaxie befindet.

Logisch is da auch n wenig Wunschdenken mit drin aber ausschließen kann man es nicht.

knopper schrieb:Nun ja...man vermutet ja das es fernab, also in ein paar entlegenen Bereichen des Universums evt. doch Ganze Galaxien aus Antimaterie geben könnte

Nö, vermutet "man" nicht. Es reichen schon einfachste Überlegungen aus, um so etwas ausschließen zu können, insofern man bereit ist "unsere" Standardmodelle und die Urknall-Theorie als nicht vollkommen falsch anzusehen.

Sterne und Galaxien entstanden in der Frühphase unseres Universums, so ca. 400 millionen Jahre nach dem Urknall (+/- irgendwas, da ist man noch dabei, dies zu präzisieren), und zwar aus dem Material, welches direkt (also Sekundenbruchteile) nach dem Urknall entstanden ist.

Es gab einmal einen Zeitpunkt, bei dem es zu einer großen "Vernichtungsschlacht" gekommen ist. Die Temperaturen am Anfang von Raum und Zeit waren so hoch (10^32K), dass praktisch keine Teilchen existierten, es gab nur Energie. Teilchen und Antiteilchen entstanden und vergingen wieder zu Strahlung. Während dessen expandierte das noch junge Universum immer weiter, und kühlte dabei ab. Der Theorie nach hätte nun eigentlich zu jedem Teilchen genau ein Antiteilchen entstehen müssen, die sich dann anschließend wieder zerstrahlen. Zu unserem großen Glück blieb jedoch auf ca. 5 Milliarden Vernichtungsaktionen ein Materieteilchen übrig. Die Materie hatte gewonnen, warum ist noch nicht ganz klar. Dieses Verhältnis Materie/Strahlung kann man übrigens heute noch beobachten, auf jedes Materieteilchen im Universum kommen ca. 5 Milliarden Photonen.

Nun sollte eigentlich auch klar sein, wieso es keine Antimaterie-Sterne bzw. Galaxien geben kann. Die Antimaterie wurde komplett vernichtet, es ist einfach nichts mehr davon übrig. Was wir heute noch an Antimaterieteilchen im Universum finden, entsteht z.B. bei Kernreaktionen in beta-plus-aktiven Radionukliden, in Teilchenbeschleunigern wie Cern, oder wenn hochenergetische kosmische Strahlung auf dichtere Gebiete wie z.B. die Erdatmosphäre trifft. Leider zeigen Antimaterieteilchen ein stark destruktives Verhalten, was es nicht gerade einfach macht, sie ausfindig zu machen. Man hat im Universum nach Annihilations-Strahlung gesucht, jedoch nichts gefunden, was auf die Existenz von Antimaterie hindeuten würde.

Im Grunde sind unsere großen Beschleuniger derzeit noch die beste Möglichkeit, Antimaterie zu erzeugen. 2011 gelang es am Cern, für etwa 17 Minuten 309 Antiwasserstoffatome bei 1K einzufangen. Der bislang schwerste Antiatomkern (Anti-Helium-4) wurde ebenfalls 2011 am Relativistic Heavy Ion Collider beobachtet.

Also das mit den Galaxien aus Antimaterie würde ich mir aus dem Kopf schlagen, wenn es so etwas gäbe, würden wir es entdecken. Denn wie Micha schon richtig feststellte, der intergalaktische Raum ist nicht leer. Die Dichte beträgt etwa 1 Teilchen pro m^3, im interstellarem Raum sogar 1 Teilchen pro cm^3. Das gäbe sicher ein ordentliches "Feuerwerk" am Himmel :D

knopper schrieb:Ich meine es ist ja eigentlich nur gedreht...die Protonen sind außen und die Elektronen innen

Nochmal "Nö"! Im Antiatom gibt es weder Protonen noch Elektronen. Der Kern besteht aus einem oder mehreren Anti-Protonen, und in der Hülle befindet sich ein Positron (oder mehrere)

knopper schrieb:es handelt sich bei diesem Raum ja um lediglich 1 Teilchen/qm.

Auch falsch, qm (Quadratmeter ist eine Fläche, kein Raum, wobei ich mir sicher bin, hier gibt es einige Mathematiker, die mir auch einen 2dimensionalen Raum ausrechnen können :D. Richtig ist 1 Teilchen/ m^3

sirlazarus schrieb:Antimaterie-Chemie ist eine winzige Nische im Bereich der Chemie. Interessiert so gut wie keinen.

:D :D :D

Original anzeigen (0,4 MB)

sirlazarus schrieb:Es gibt also zb. Xenondifluorid.

Ach, sieh da. Es gibt sogar zwei weitere. Aber alle entstehen nur mit Hilfe bestimmter Bedingungen, wie zB Katalysatoren.

Hat mich mein Gedächtnis doch nicht getäuscht.

Wikipedia: Xenondifluorid

Peter0167 schrieb:Nö, vermutet "man" nicht. Es reichen schon einfachste Überlegungen aus, um so etwas ausschließen zu können, insofern man bereit ist "unsere" Standardmodelle und die Urknall-Theorie als nicht vollkommen falsch anzusehen.

Nun ja da muss ich aber noch mal eingreifen
Ich hab jetzt zumindest das hier gefunden...."Start des Alpha-Magnetspektrometer AMS 02"!

http://www.deutschlandfunk.de/den-antimaterie-galaxien-auf-der-spur.676.de.html?dram:article_id=28373

Zitat, entscheidender Satz ist fett:

Reuning: Auch auf Antimaterie könnte AMS neue Hinweise liefern. Warum ist das so wichtig?

Schael: Wir gehen heute davon aus, dass das Universum mit einem Urknall entstanden ist, der aus einem Vakuum entstanden ist. Das Vakuum ist elektrisch neutral. Das heißt, am Anfang sollte es genauso viel Materie wie Antimaterie, genauso viele positive wie negative Teilchen gegeben haben. Das Universum, was wir heute beobachten, enthält nur noch eine Sorte von Materie und wir versuchen seit mehr als 50 Jahren zu verstehen, was die Ursache ist. Dafür gibt es verschiedene Ansätze. Ein möglicher Ansatz wäre, dass sich eben Materie, wie auch Antimaterie nach dem Urknall räumlich getrennt haben, nach diesem Modell würde es dann Bereich im Universum geben, die aus Antimaterie bestehen. Dort würde Antimaterie-Galaxien geben mit Antimaterie-Sternen, und diese Sterne könnten in einer Supernovaexplosion Antimaterie auf hohe Energien beschleunigen, und dieser Antimaterie Teilchen würden dann durch unser Instrument durchgehen, uns sozusagen in die Falle gehen und wir würden es beobachten und könnten aus der Beobachtung eines einzelnen Anti-Kohlenstoffkerns Rückschlüsse darauf ziehen, dass es Antimaterie-Sterne gibt und damit eine der wichtigsten offenen Fragen der Physik beantworten.
...

Also! vermutet man sehr wohl! Ich meine nicht umsonst würde man sonst einen 1,5 Mrd. $ teuren Detektor ins All schicken.
War mir auch sicher das ich es schon mal irgendwie im TV gehört hatte.

Das mit dem räumlich getrennt klingt ja auch durchaus plausibel.

...und man geht komischerweise fest davon aus das dunkle Materie existiert, also etwas was man überhaupt nicht sehen der messen kann.
Antimaterie wird aber von vornherein gleich komplett ausgeschlossen.
Also die Logik versteh ich auch nicht.

Ich meine kann ja alles sein das man sich irrt. Dennoch ist es trotzdem möglich.

@knopper
,,,ist eine Quantengeschichte, in jeder Sekunde entstehen Milliarden von Atomen irgendwo aus dem nichts.....

knopper schrieb: Ich meine nicht umsonst würde man sonst einen 1,5 Mrd. $ teuren Detektor ins All schicken.

Der Detektor wurde nicht ins All geschickt, um nach Antimaterie-Galaxien zu suchen. Die primäre Aufgabe des AMS-02-Experiments bestand darin, die Zusammensetzung der Kosmischen Höhenstrahlung zu untersuchen. Das schließt natürlich auch die Suche nach Antimaterie mit ein. Aus den gewonnenen Daten erhofft man sich Antworten auf die vielfältigsten Fragen, wie z.B. nach den Ausbreitungsmechanismen von geladenen Teilchen in der Milchstraße, den Annihilationsprodukten von Dunkler Materie, und auch die mögliche Komplexität von Antimaterie.

Dieses Experiment diente also der Falsifizierung bzw. der Bestätigung einer Vielzahl von Hypothesen. Hätte man nämlich schwere Antimateriekerne wie z.B. Antikohlenstoff gefunden, wäre das eine Bestätigung für die Existens von Antimateriesternen. Gefunden hat man jedoch keine. Unter den 3 Millionen Heliumkernen fand man keinen einzigen Antiheliumkern. Damit haben natürlich alle kosmologischen Modelle, die derartige Strukturen vorhergesagt haben, ein großes Problem. Immerhin hatte man bereits 2013 erste Zwischenergebnisse, die den zuvor beobachteten Überschuss an hochenergetischen Positronen bestätigten. Bei 30 Mrd. untersuchten Teilchen fand man mehr als 400.000 Positronen.

knopper schrieb:Das mit dem räumlich getrennt klingt ja auch durchaus plausibel.

Jepp, anders ginge es auch gar nicht :D.

knopper schrieb:Antimaterie wird aber von vornherein gleich komplett ausgeschlossen.

Offenbar hat man es nicht von vornherein ausgeschlossen, wie das AMS-02-Experiment zeigt. Ich bin mir aber ziemlich sicher, die Zahl derer, die das ernsthaft in Erwägung gezogen haben, war überschaubar. Und immerhin, als sich die Gelegenheit bot, hat man nachgeschaut, ob die Vorhersagen zutreffen, .... so sind Wissenschaftler nun mal :D.

Dieses Beispiel zeigt zudem, wie eng Theorie und Experiment in der Physik verknüpft sind. Jede Theorie, die was auf sich hält, bietet Möglichkeiten an, sie kaputt zu testen. Was Theorien wert sind, die das nicht können, .... sag ich jetzt besser nicht :D.

@Peter0167
Schöne Karikatur. Ich müsste jetzt wirklich nachschauen, ob die Thematik "Antimaterie" irgendwo im Chemiestudium vorkam. Vielleicht Nuklearchemie bzw. Tumorforschung.