Atommodelle:
● Dalton-Atommodell:
- Atome sind die kugelartig und die kleinsten unteilbaren Bausteine von Materie
- Atome eines chemischen Stoffes sind gleich schwer
● Thomson-Atommodell:
- Atomen sind aus noch kleineren (subatomaren) Bausteinen aufgebaut
- Die negativ geladenen Elektronen, welche er experimentell nachweis, sind in einem
ansonsten positiven Atom gleichmäßig eingebettet → Rosinenkuchen-Modell.
● Rutherford-Atommodell:
- Aome bestehen aus einer ziemlichen leeren und leichten Hülle und einem sehr
kleinen, positiven Kern (Nuklid).
- Im Atomkern sollen sich die schweren Protonen und Neutronen (Nukleonen) und in
der Elektronenhülle die leichten Elektronen befinden → Kern-Hülle-Modell
- Neu waren also die Größen-und Massenverhältnisse
- Elemente werden durch ihre Protonenzahl bestimmt, Neutronenzahl kann allerdings
variieren (Isotope)
- Elektron ist ein Elementarteilchen; trägt die kleinste (-) Ladung = Elementarladung
● Bohr-Atommodell:
- Elektronen kreisen um den Atomkern auf ganz bestimmten Bahnen und können
somit auch nur ganz bestimmte (diskrete) Energien annehmen.
- Neu waren die Energieniveaus (Quantisierung der Energie) und festen Bahnradien
- Quantisierung von Größen, die im Kontrast zu der klassischen Physik stand
- Theoretische Erklärung des Wasserstoffspektrums
● Orbital-Modell:
- Das aktuelle Atommodell ist das Resultat der Quantenmechanik.
- Orbitale sind Raumbereiche um den Atomkern, in denen sich Elektronen mit einer
gewissen Wahrscheinlichkeit aufhalten.
- Die Form der Raumbereiche ändert sich je nach Energieniveau
- Orbitale ersetzen in dem Sinne die Bahnen des Bohrschen Atommodells.
, Rutherfords Streuversuch:
● In seinem Streuexperiment schoss Rutherford α-Teilchen (zweifach positiv geladene
4 2+
Heliumkerne 2𝐻 ) auf eine Goldfolie, da sie eine sehr dünne Metallfolie ist.
● Um die Goldfolie herum ist ein Leuchtschirm (Szintillationsschirm) positioniert. Trifft
ein Teilchen auf den Schirm, entsteht ein Lichtblitz, der detektiert werden kann.
● Aufbau des Versuchs:
1. Bleischirm 5. α-Strahlung
2. Strahlungsquelle (Präparat) 6. Goldfolie (Goldatome)
3. Elektronen des Heliums 7. Szintillationszähler
4. y-Strahlung (Neutronen) 8. gestreute Strahlung
9. homogenes, senkrecht gerichtetes
elektrisches Feld
● Er fand heraus, dass zwar ein Großteil der α-Teilchen die Goldfolie passierte, ein
sehr geringer Anteil aber gestreut (abgelenkt) wurde.
● Je größer die Ordnungszahl des Kerns, desto mehr gestreute α-Teilchen gab es,
denn dadurch gibt es ja mehr Protonen im Kern: Ablenkung ∼ Ordnungszahl.
● Die bisherigen Vorstellungen, dass die positiven und negativen Ladungen
gleichmäßig über das Atom verteilt wären (Rosinenkuchenmodell), machten hierbei
keinen Sinn.
● Atome bestehen aus einer großen (und fast leeren) Elektronenhülle. Im Zentrum
dieses Atome sitzt die positive Ladung des Atoms, woran die ebenfalls positiven α
-Teilchen gestreut wurden.
● Die Protonen müssen laut Σ𝑝 die größere Masse haben, denn es lassen sich auch
maximale Ablenkungen von 180° beobachten. Ansonsten würde die α-Teilchen
entweder zum Stillstand kommen (𝑚α= 𝑚𝑝) oder die Protonen streuen (𝑚α > 𝑚𝑝) .
● Allerdings erklärt das Kern-Hülle-Modell nicht, wie sich die Elektronen in der
Atomhülle verhalten, z.B. wo sie sich genau befinden und wieso sie nicht einfach
vom positiven Atomkern angezogen werden und somit in den Kern stürzen.
● Dalton-Atommodell:
- Atome sind die kugelartig und die kleinsten unteilbaren Bausteine von Materie
- Atome eines chemischen Stoffes sind gleich schwer
● Thomson-Atommodell:
- Atomen sind aus noch kleineren (subatomaren) Bausteinen aufgebaut
- Die negativ geladenen Elektronen, welche er experimentell nachweis, sind in einem
ansonsten positiven Atom gleichmäßig eingebettet → Rosinenkuchen-Modell.
● Rutherford-Atommodell:
- Aome bestehen aus einer ziemlichen leeren und leichten Hülle und einem sehr
kleinen, positiven Kern (Nuklid).
- Im Atomkern sollen sich die schweren Protonen und Neutronen (Nukleonen) und in
der Elektronenhülle die leichten Elektronen befinden → Kern-Hülle-Modell
- Neu waren also die Größen-und Massenverhältnisse
- Elemente werden durch ihre Protonenzahl bestimmt, Neutronenzahl kann allerdings
variieren (Isotope)
- Elektron ist ein Elementarteilchen; trägt die kleinste (-) Ladung = Elementarladung
● Bohr-Atommodell:
- Elektronen kreisen um den Atomkern auf ganz bestimmten Bahnen und können
somit auch nur ganz bestimmte (diskrete) Energien annehmen.
- Neu waren die Energieniveaus (Quantisierung der Energie) und festen Bahnradien
- Quantisierung von Größen, die im Kontrast zu der klassischen Physik stand
- Theoretische Erklärung des Wasserstoffspektrums
● Orbital-Modell:
- Das aktuelle Atommodell ist das Resultat der Quantenmechanik.
- Orbitale sind Raumbereiche um den Atomkern, in denen sich Elektronen mit einer
gewissen Wahrscheinlichkeit aufhalten.
- Die Form der Raumbereiche ändert sich je nach Energieniveau
- Orbitale ersetzen in dem Sinne die Bahnen des Bohrschen Atommodells.
, Rutherfords Streuversuch:
● In seinem Streuexperiment schoss Rutherford α-Teilchen (zweifach positiv geladene
4 2+
Heliumkerne 2𝐻 ) auf eine Goldfolie, da sie eine sehr dünne Metallfolie ist.
● Um die Goldfolie herum ist ein Leuchtschirm (Szintillationsschirm) positioniert. Trifft
ein Teilchen auf den Schirm, entsteht ein Lichtblitz, der detektiert werden kann.
● Aufbau des Versuchs:
1. Bleischirm 5. α-Strahlung
2. Strahlungsquelle (Präparat) 6. Goldfolie (Goldatome)
3. Elektronen des Heliums 7. Szintillationszähler
4. y-Strahlung (Neutronen) 8. gestreute Strahlung
9. homogenes, senkrecht gerichtetes
elektrisches Feld
● Er fand heraus, dass zwar ein Großteil der α-Teilchen die Goldfolie passierte, ein
sehr geringer Anteil aber gestreut (abgelenkt) wurde.
● Je größer die Ordnungszahl des Kerns, desto mehr gestreute α-Teilchen gab es,
denn dadurch gibt es ja mehr Protonen im Kern: Ablenkung ∼ Ordnungszahl.
● Die bisherigen Vorstellungen, dass die positiven und negativen Ladungen
gleichmäßig über das Atom verteilt wären (Rosinenkuchenmodell), machten hierbei
keinen Sinn.
● Atome bestehen aus einer großen (und fast leeren) Elektronenhülle. Im Zentrum
dieses Atome sitzt die positive Ladung des Atoms, woran die ebenfalls positiven α
-Teilchen gestreut wurden.
● Die Protonen müssen laut Σ𝑝 die größere Masse haben, denn es lassen sich auch
maximale Ablenkungen von 180° beobachten. Ansonsten würde die α-Teilchen
entweder zum Stillstand kommen (𝑚α= 𝑚𝑝) oder die Protonen streuen (𝑚α > 𝑚𝑝) .
● Allerdings erklärt das Kern-Hülle-Modell nicht, wie sich die Elektronen in der
Atomhülle verhalten, z.B. wo sie sich genau befinden und wieso sie nicht einfach
vom positiven Atomkern angezogen werden und somit in den Kern stürzen.
