Was ist ein Atommodell?
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Jana und Martina Index 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. Was ist ein Atommodell? Entwicklung der Atommodelle Die Vier-Elemente-Lehre Demokrits Atomvorstellungen Daltons Atommodell Dynamidenmodell Thomsonsches Atommodell Saturnmodell Rutherfordsches Atommodell Bohrsches Atommodell Bohr- Sommerfeldsches Atommodell Orbitalmodell Ende Was ist ein Atommodell? Ein Modell dient zur Darstellung eines beobachteten Phänomens und zur besseren Vorstellung dessen. Veranschaulichungen und Darstellungen durch Modelle zeigen Sachverhalte, die man nicht auf die Wirklichkeit übertragen darf. Entwicklung der Atommodelle 400 Jahre v. Chr. Kugelteilchenmodell 1903 Dynamidenmodell 1903 Thomsonsches AM 1803 Daltons AM 1904 Saturnmodell 1913 Bohrsches AM 1900 1928 Orbitalmodell 1916 Bohr1911 Rutherfordsches AM Sommerfeldsches AM Die Vier-Elemente-Lehre • • • • Empedokles (ca. 5. Jahrhundert v.Chr.), griechischer Naturphilosoph Materie besteht aus fünf Elementen Einfluss von Liebe und Hass Den Elementen werden bestimmte Eigenschaften zugeordnet. Trocken: Feuer und Erde Warm: Feuer und Luft Feucht: Luft und Wasser Kalt: Wasser und Erde Kugelteilchenmodell (etwa 400 v. Chr.) • Demokrit: „Es kann nicht sein, ließe sich ein Brett unendlich mal teilen, so bestünde das Brett schließlich aus nichts!“ => Unteilbares! • Verschiedene Formen • Seele eines Menschen: Seelenatome • Später beschäftigte sich John Dalton (1766-1844) mit dieser Aussage und formulierte sein eigenes Atommodell Die Wichtigsten Aussagen des Dalton Atommodells (1803) • Jedes Element besteht aus kleinsten, nicht weiter teilbaren Teilchen, den Atomen. • Die Atome eines Elements sind gleichartig, insbesondere haben sie dieselbe Masse. Die Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in ihrer Masse. • Atome können weder vernichtet noch erzeugt werden. Bei chemischen Reaktionen werden die Atome der Ausgangsstoffe neu gruppiert und in bestimmten Anzahlverhältnissen miteinander verbunden. Daltons Atommodell Dalton konnte zu seiner Zeit die Existenz von Atomen nicht beweisen. Daher glaubten die meisten seiner Zeitgenossen nicht an den Aufbau der Materie aus Atomen. Heute lassen sich Atome dank modernster Forschungsinstrumente abbilden. Das Dynamidenmodell (1903) • • • • • Philipp Lenard (1862-1947), deutscher Physiker Kleine, rotierende, elektrische Dipole => Dynamiden Raum zwischen Dynamiden leer Atomare Massenzahl entspricht Anzahl Dynamiden Das Modell blieb weitgehend unbekannt. Thomsonsches Atommodell (1903) • Gleichmässig verteilte positive Masse mit Elektronen => Rosinenkuchenmodell • Anzahl Elektronen ~Massenzahl • Grundzustand minimale potentielle Energie, bei Anregung beginnen die Elektronen zu schwingen • Widerlegung durch Rutherfordschen Streuversuch Planetarisches Modell/ Saturnmodell (1904) • • • • • • Nagaoka Hantaro, japanischer Physiker Vergleich Atom- Planet Saturn Planet als positiv geladener Atomkern Ringe als negativ geladene Elektronen, welche den Kern umkreisen Modell wurde verworfen Nagaoka war der erste, der einen Atomkern vermutete. Rutherfordsches Atommodell (1911) • Rutherfordscher Streuversuch =>Positiver Atomkern und Atomhülle Rutherfordscher Streuversuch „ … es war beinahe so unglaublich, als wenn man mit einer 15-Zoll-Granate auf ein Stück Seidenpapier schießt und die Granate zurückkommt und einen selber trifft.“ E. Rutherford über das Goldfolienexperiment Rutherfordsches Atommodell (1911) • Rutherfordscher Streuversuch =>Positiver Atomkern und Atomhülle • Elektrische Feldstärke so enorm, dass die gesamte positive Ladung in einem Kern konzentriert sein muss! • Atomkerne müssen von Elektronen umgeben sein • Gesamtanzahl Elektronen genau Kernladungszahl • Rutherford kein eigenes Modell! Bohrsches Atommodell (1913) • Niels Bohr (1885-1962), dänischer Physiker • Berechnung der verschiedenen Energiestufen im Atom • Entwicklung des Modells • Übereinstimmungen mit dem Rutherfordschen Atommodell • Unterschied: Elektronen kreisen auf Bahnen Bohr-sommerfeldsches Atommodell (1916) • Physikalische Beschreibung der Elektronen-Bahnen • Wie keplersches Planetensystem • Kraftfelder der Coulombkraft des Atomkerns und der Sonne haben die gleiche Form! Elipsenbahnen aus Sommerfelds Lehrbuch Atombau und Spektrallinien Das Orbitalmodell (1928) Das Orbitalmodell kennt ihr ja schon alle. Wer möchte das Ganze kurz zusammenfassen? Two atoms are walking down the street. One says: „Uh oh, I‘ve lost an electron.“ The other means: „Are you sure?“ „Yes, I‘m positive.“ Habt ihr noch Fragen? Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit!
