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Radioaktive Strahlung können wir mit unseren Sinnesorganen nicht wahrnehmen. Sie kann aber beim menschlichen Körper und auch bei anderen Lebewesen Wirkungen hervorrufen, die man als biologische Wirkungen bezeichnet. Insbesondere kann sie zu unmittelbaren Schädigungen führen (akute Strahlenschäden) oder Schäden hervorrufen, die sich erst nach Jahren bemerkbar machen (Spätschäden).

Genetische Schäden (Erbschäden) bewirken, dass sich die Auswirkungen der radioaktiven Strahlung erst bei der Nachkommenschaft zeigen. Besonders gefährlich ist eine kurzzeitige hohe Strahlenbelastung.

Radioaktive Altersbestimmung, auch radioaktive Zeitmessung genannt, bedeutet die Bestimmung des Alters von Mineralien, Gesteinen, archäologischen Funden oder anderen Objekten auf der Grundlage der in ihnen enthaltenen Radionuklide, deren Zerfallsprodukte oder der Isotopenzusammensetzung.

Bei organischen Stoffen kann die C-14-Methode angewendet werden.

Sterne sind keine unveränderlichen Objekte. Sie entstehen, entwickeln sich und vergehen. Da dieser Prozess in den verschiedenen Himmelsregionen ständig vor sich geht, können wir am Himmel alle Stufen der Sternentwicklung beobachten. Viele Erkenntnisse über die Sternentwicklung gelten als gesichert. Es gibt aber in diesem Bereich auch noch eine große Anzahl ungeklärter Fragen.

Aufgrund der natürlichen Radioaktivität sowie der künstlichen Radioaktivität sind wir alle ständig einer gewissen radioaktiven Strahlung ausgesetzt. Diese Strahlung ist nicht überall gleich groß, sie hängt von dem konkreten Umfeld ab. Die durchschnittliche Gesamtbelastung beträgt in Deutschland etwa 4 mSv/Jahr. Diese „normale“ Strahlenbelastung hat keine gesundheitlichen Folgen. Trotzdem sollte stets der Grundsatz gelten:

Die radioaktive Strahlung, der man sich aussetzt, sollte so gering wie möglich sein.

* 22. 02.1902 in Boppard
† 22.04.1980 in Mainz

Er war ein deutscher Physikochemiker, der gemeinsam mit OTTO HAHN (1879-1968), dessen Mitarbeiter er seit 1929 war, die Kernspaltung entdeckte. Darüber hinaus erbrachte er wichtige Arbeiten auf dem Gebiet der Kernchemie und der geologischen Altersbestimmung mit radiologischen Methoden.

Das Universum besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Alle anderen Elemente entstehen im Laufe der Entwicklung von Sternen unter Einfluß von hohen Temperaturen und unter Freisetzung großer Mengen Energie.

Aufbauend auf der Erkenntnis, dass Energie und Materie der Masse, sich ineinander umwandeln können, entstand das physikalische Modell des Urknalls als Ausgangsform des Universums. Der Urknall stellt den Beginn für die Entstehung von Materie, Raum und Zeit dar. Er ist der Anfang der Welt und zugleich eines ihrer größten Rätsel. Wann fand er statt und wie konnte aus ihm das ganze bekannte Universum entstehen?

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Multiple-Choice-Test zum Thema „Chemie – Kernchemie“.

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Actinium ist ein radioaktives Schwermetall der 3. Nebengruppe. Alle Isotope sind radioaktiv. Das langlebigste Nuklid ²²⁷Ac hat eine Halbwertszeit von 21,8 Jahren. Gewonnen werden kann Actinium aus Kernabbränden oder durch Bestrahlung von ²²⁶Ra mit Neutronen, wobei das entstehende ²²⁷Ra unter ß-Strahlung in ²²⁷Ac zerfällt. Das silberweiße Metall lässt sich in Mengen von über 10 Gramm, z. B. durch Reduktion von AcF mit Kalium herstellen. Chemisch ähnelt das Actinium dem Lanthan und bildet Verbindungen mit der Oxidationszahl III.

Aluminium ist das in der Natur häufigste Metall. Es ist ein reaktives Leichtmetall, das sich an der Luft mit einer stabilen, vor weiterer Korrosion schützenden Oxidschicht überzieht. Als Element der III. Hauptgruppe (sog. Erdmetalle) bildet es Verbindungen in denen es in der Oxidationsstufe +III vorliegt. Das durch Schmelzflusselektrolyse gewonnene Metall wird in der Technik zur Herstellung von Drähten, Verpackungsmaterial und als Bestandteil zahlreicher Legierungen als Werkstoff (Fahrzeugbau) und Baustoff (Profile, Rohre, Bleche) verwendet.

Americium ist ein reaktionsfähiges, silbrig glänzendes, dehnbares Schwermetall. Es ist das 6. Element der Actinoide. Das Metall löst sich leicht in Säuren und bildet überwiegend Verbindungen mit der Oxidationsstufe III. Aber auch rotgelbe Am^{4 +}- Ionen, die in wässriger Lösung nicht beständig sind, und gelbe AmO₂ ⁺- Ionen sind bekannt. Americium wird in Kilogramm-Mengen bei Kernreaktionen aus ²⁴¹Pu gebildet. Einige Verbindungen dienen Spezialzwecken in der Technik und der Medizin.

Antimon bildet neben einer instabilen schwarzen Modifikation eine stabilere graue metallische Modifikation. Diese ist silberweiß, glänzend und spröde. Das wichtigste Mineral ist der Grauspießglanz, Sb₂S₃. Reines Antimon wird durch Reduktion von SbCl₃ mit Wasserstoff gewonnen. Das Element bildet Verbindungen überwiegend mit den Oxidationsstufen +III und +V. Antimon ist ein wichtiges Legierungs- (Letternmetall, Schrot) und Lagermetall. Wichtige Halbleiter enthalten Antimon, z. B. AlSb und InSb.

Argon ist ein reaktionsträges Edelgas (VIII: Hauptgruppe), das in der Luft mit ca. 1 Vol-% enthalten ist und durch fraktionierte Destillation verflüssigter Luft gewonnen wird. Argon wird als Schweiß- und Schutzgas in der Technik eingesetzt und als Füllgas für Glühlampen verwendet.

Arsen (5. Hauptgruppe) tritt in mehreren Modifikationen auf. Das beständige graue Arsen ist spröde und metallisch glänzend. Gelbes Arsen zeigt nichtmetallische Eigenschaften. Die Verbindungen leiten sich von den Oxidationsstufen III und V ab, aber auch Arsenide (z. B. Na₃As) sind bekannt. Meist wird Arsen aus den bei den Verhüttungsprozessen anfallenden As2O3 durch Reduktion mit Kohle gewonnen. Arsenverbindungen sind giftig. Das Element wird als Legierungsbestandteil, für die Herstellung von Halbleitern und einige Verbindungen werden in begrenztem Umfang bei der Schädlingsbekämpfung eingesetzt.

Astat ist ein radioaktives Element der 7. Hauptgruppe, dessen Eigenschaften noch nicht vollständig bekannt sind. Das langlebigste Isotop hat eine Halbwertszeit von 8,3 Stunden. Es ist sublimierbar und bildet At₂-Moleküle. Verbindungen sind mit den Oxidationszahlen -I (Astatide, At), +I (AtO) und +V (AtO₃ ) bekannt. Astat kann in Mikrogrammmengen durch Beschuss von Bismut mit α-Teilchen gewonnen werden. Verwendet werden Astat-Verbindungen in der Nuklearmedizin.

Auf der Grundlage des Atommodells von E. RUTHERFORD entwickelte N. BOHR ein Schalenmodell, mit dem der Widerspruch zwischen der klassischen Physik und der Quantentheorie durch Postulate ausgeglichen werden sollte. Die Leistungsfähigkeit des Modells zeigte sich bei der quantitativen Interpretation der Spektren des Wasserstoffatoms, seine Grenzen jedoch bei der Deutung von Spektren von Atomen mit mehreren Elektronen. Das bohrsche Atommodell wurde daraufhin von A. SOMMERFELD verfeinert und somit auch für Mehrelektronensysteme anwendbar.
Mit diesem einfachen Atommodell nach BOHR und SOMMERFELD können Elektronenkonfigurationen aufgestellt und viele Zusammenhänge zwischen der Struktur der Elektronenhülle und den Eigenschaften der Elemente im Periodensystem hergestellt werden. Es steht jedoch im Widerspruch zu den Gesetzen der klassischen Physik und kann auch nicht zur Erklärung der Atombindung herangezogen werden.

Der äußere lichtelektrische Effekt wird auch als äußerer Fotoeffekt oder nach seinem Entdecker, dem deutschen Physiker WILHELM HALLWACHS (1859-1922), als HALLWACHS-Effekt bezeichnet.
Der Effekt beinhaltet: Wird eine negativ geladene Metallplatte mit geeignetem Licht bestrahlt, so werden aus der Oberfläche Elektronen herausgelöst.
Der äußere lichtelektrische Effekt war einer der ersten Resultate physikalischer Untersuchungen, die das Wellenmodell des Lichtes infrage stellten. Eine erste umfassende Deutung dieses Effekts wurde von ALBERT EINSTEIN (1879-1955) im Jahr 1905 gegeben. Insbesondere für diese Leistung erhielt er 1921 den Nobelpreis für Physik.

Barium ist ein silberweiß glänzendes reaktives, weiches Leichtmetall der 2. Hauptgruppe (Erdalkalimetalle), das an der Luft mit grüner Flammenfärbung zum Oxid, BaO und zum Nitrid, Ba₃N₂, verbrennt. Bariumsulfat und -carbonat sind die wichtigsten Ausgangsverbindungen für die Herstellung des Metalles und seiner Verbindungen. Durch aluminothermische Reduktion des Oxides kann Barium gewonnen werden. Lösliche Bariumverbindungen sind giftig. Metallisches Barium wird in der Technik selten (Gettermetall), einige Verbindungen wie BaSO₄ (Anstrichfarbe, Füllmittel für Papier) und BaCO₃ (Keramiken, Gläser) werden häufig verwendet.

Berkelium ist das 8. Element der Actinoide. Es ist ein duktiles, silberweißes, reaktives Schwermetall, das in seinen Verbindungen überwiegend in den Oxidationsstufen III und IV vorkommt. Durch Umsetzung von BkF₄ mit Lithium kann das Metall gewonnen werden. Bei der mehrmonatigen Bestrahlung von einigen hundert Gramm ²⁴²Pu mit Neutronen bilden sich nur 0,5 g Berkelium. Die beigefarbenen Bk(IV)-Ionen sind in Wasser stabil.

Bismut ist ein silberweiß, mit rötlichem Schimmer glänzendes, sprödes Halbmetall der 5. Hauptgruppe. Die wichtigste Oxidationsstufe ist die Stufe +III (z. B. Bi₂O₃, BiCl₃). Weniger häufig tritt Bismut mit den Stufen +V (NaBiO₃) oder -III (BiH₃) auf. Durch Reduktion von Bi₂O₃ mit Kohlenstoff kann das Metall gewonnen werden. Bei Raumtemperatur ist es an der Luft beständig. Beim Erwärmen reagiert es z. B. mit Sauerstoff, den Halogenen und Schwefel.
Niedrig schmelzende Legierungen für Schmelzsicherungen enthalten neben Bismut auch Sn, Pb und Cd. Bismutpharmaka, z. B. als Darmantiseptika haben nur noch geringe Bedeutung.

Blei ist ein weiches, blaugraues Schwermetall der 4. Hauptgruppe. Seine Verbindungen leiten sich von den Oxidationszahlen +II (z. B. PbO, PbI₂) und +IV (z. B. PbO₂, (NH₄)₂[PbCl₆] ab. An der Luft bildet das Metall eine vor weiteren Angriffen schützende Oxidschicht. Bei Temperaturerhöhung steigt die Reaktivität deutlich an. Das Metall wird aus Bleiglanz, PbS, meist nach dem Röstreduktionsverfahren gewonnen. Wegen der Toxizität von Bleiverbindungen werden Bleirohre als Trinkwasserleitungen nicht mehr verwendet. Als Kabelummantelung, als Legierungsmetall (Letternmetall mit Sb und Sn; Lagermetall mit geringen Mengen von Ca, Na, Li) und zur Herstellung von Bleiakkumulatoren wird Blei technisch genutzt.

Bohrium wurde 1981 von einer Arbeitsgruppe unter Armbruster und Münzenberg in Darmstadt hergestellt. Beim Beschuss einer ²⁰⁹Bi- Folie mit ⁵⁴Cr-Kernen wurden 6 Atome des neuen Elementes nachgewiesen. Genauere Kenntnisse über das Element Bohrium, einem Homologen des Rheniums (7. Nebengruppe) liegen noch nicht vor.

* 07.10.1885 Kopenhagen
† 18.11.1962 Kopenhagen

BOHR war ein bedeutender dänischer Physiker, Professor in Kopenhagen und forschte zeitweise in den USA. Er schuf mit seinem Atommodell wichtige theoretische Grundlagen für die Atomphysik. Mit dem Korrespondenzprinzip und dem Komplementaritätsprinzip entwickelte er wesentliche erkenntnistheoretische Positionen der modernen Physik.

Bor existiert bei Normalbedingungen in verschiedenen Modifikationen. Es weist überwiegend nichtmetallische Eigenschaften auf und ist bei niedrigen Temperaturen reaktionsträge. Bor bildet überwiegend kovalente Verbindungen. -Ionen sind in wässriger Lösung nicht existent. Vom Bor leiten sich in Verbindung mit Kohlenstoff und Stickstoff sehr widerstandsfähige Werkstoffe ab.

Brom, ein Element der 7. Hauptgruppe, ist eine braunrote, reaktive Flüssigkeit. Es wird aus den in den Salzlagerstätten und im Meerwasser enthaltenen Bromid-Ionen durch Oxidation mit Chlor gewonnen. Die Verbindungen des Broms enthalten das Element hauptsächlich in den Oxidationsstufen -I, und V. Es dient überwiegend zur Herstellung bromhaltiger organischer Zwischen- und Endprodukte, wie Methylbromid, Narkosemittel und Flammschutzmittel. AgBr ist als lichtempfindliche Verbindung für die Fotoindustrie von Bedeutung.