Ph 13 Atommodell von J. J. Thomson

Ph
13
Atommodell von J. J. Thomson
Ausblick
Das von Dalton entwickelte Masse-Kugel-Modell konnte keinerlei
elektrophysikalische oder elektrochemische Erscheinungen erklären. Bereits im
Jahre 1881 zog Helmholtz aus den faradayschen Gesetzen der Elektrolyse und aus
Versuchen mit Elektronen- und Ionenstrahlen den Schluss, dass Atome Träger
elektrischer Ladung sind.
Eine genauere Modellvorstellung über die Ladungsstruktur der
Atome entwickelte J. J. Thomson um 1898. Sein Ausgangspunkt
waren die Ergebnisse von q/m-Messungen an elektrisch geladenen
Teilchen, wie sei bei der Gasentladung entstehen.
Während der q/m-Wert positiv geladener Teilchen (Kanalstrahlen)
mit der Gasart variiert, treten unabhängig von der Natur des Gases
immer negative Korpuskel mit derselben spezifischen Ladung auf
(Kathodenstrahlen). Man nannte diese Korpuskel später Elektronen.
Außerdem war bekannt, dass beim Glühen von Metallen bzw. beim
Bestrahlen von Metallen mit UV-Licht unabhängig von der
Metallart Korpuskel austreten, welche die gleiche spezifische
Ladung hatten, wie die Kathodenstrahlen.
Zur q/m-Bestimmung
benutzte Thomson Röhren,
bei denen er die geladenen
Teilchen durch elektrische
und magnetische Felder
ablenken konnte.
Aus den oben dargestellten Versuchsergebnissen zog Thomson den Schluss, dass
die Elektronen elementare Bestandteile aller Atome sind. Damit war es mit der
Homogenität und Unstrukturiertheit des Atoms vorbei.
Um die Neutralität des Atoms zu wahren, nahm Thomson
für das Atom eine Massenkugel an, in der die positive
Ladung homogen "verschmiert" ist. In diese Kugel sind
dann die Elektronen (ruhend oder bewegt) eingebettet.
Man nennt dieses Modell auch "Rosinenkuchen-Modell",
da die Elektronen in der homogenen, positiven
Ladungsverteilung wie die Rosinen in einem Teig
erscheinen.
Aus Gründen der Stabilität gelangte Thomson durch
Rechnungen zur Forderung, dass die Elektronen
regelmäßig angeordnet sein müssten.
Die zu Thomsons Zeit schon bekannte
Periodizität der Elemente wurde durch die
verschiedene geometrische Anordnung der
Elektronen erklärt. Bei Atomen mit vielen
Elektronen musste Thomson aus
Stabilitätsgründen mehrere
Elektronengruppen annehmen, die man als
Vorläufer der später erkannten
Elektronenschalen ansehen kann.
Beim Thomson-Modell waren die innersten
Elektronen für die Eigenschaften des
Elements verantwortlich. Dies ist im
Gegensatz zur heutigen Auffassung, bei der
die äußeren Elektronen die chemischen
Eigenschaften des Elements bestimmen.
Die Lichtemission der Atome führte
Thomson auf Schwingungen des
Elektronensystems zurück, die durch
äußere Störungen angeregt werden.
Originalzeichnung von Thomson über
die Elektronenanordnung