Atommodelle - Rutherford und Bohr erklären den Aufbau des PSE: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 15. Oktober 2012, 20:47 Uhr
Einige Fragen stellen sich, wenn man sich das Periodensystem mit den Elementen anschaut:
- Gibt es vielleicht noch mehr Elemente "zwischen" den bekannten?
- Woher kommt die Periodizität der Eigenschaften, wenn man die Atome der Masse nach aufreiht?
Schon früh wurde den Chemikern und Physiker klar, dass sie klären mussten, was die Atome der verschiedenen Elemente unterscheidet? Das führte letztendlich dazu, dass erklärt wurde, wie die Atome aufgebaut sind. Zwei Physiker brachte dabei den Durchbruch. Der eine durch ein Experiment, der andere eher durch theoretische Überlegungen.
Inhaltsverzeichnis |
Das Kern-Hülle-Modell nach Rutherford
Im Buch zu lesen: Zum Thema Kern-Hülle-Modell findest du in unserem Buch Informationen auf Seite ??. |
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Begriffe und Dinge, die du nun kennen sollst:
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Fülle das Arbeitsblatt aus, bei dem es um die Bestimmung der Anzahl der Elementarteilchen geht. Eine Video-Anleitung findest du hier. |
Im Buch wird das Rutherford'sche Streuexperiment recht kurz beschrieben. Man findet aber Videos, die das Experiment zeigen und mit Animationen sicherlich besser erklären können.
Versuche die folgenden Fragen zu beantworten, um kontrollieren, ob du das Experiment von Rutherford verstanden hast:
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Ionen ... geladene Atom
Bei Mineralwasser findest du auf der Rückseite immer Informationen über die Inhaltsstoffe. Sicher findest du da so etwas wie Na+ oder Cl-! Ist also im Mineralwasser Natrium und Chlor enthalten? Dann sollte man das sicher nicht trinken, oder? Aber welche Bedeutung haben das dann das Plus und das Minus am Atom?
Vom Atomaufbau kennst du ja die die Ladung der verschiedenen Elementarteilchen. Und auch hier haben wir jeweils Teilchen mit einer Ladung. Das bedeutet dann, dass ...
- Na+ eine Art Natriumatom mit positiver Ladung ist.
- Cl- eine Art Chloratom mit negativer Ladung ist.
Tatsächlich nennt man solche geladenen Teilchen nicht Atome sondern Ionen. Aber wie entstehen sie?
Wie du dir vielleicht denken kannst, hat das was mit den Elementarteilchen zu tun, denn sie sind geladen und wenn man deren Anzahl verändert, es also nicht mehr gleich viele Elektronen wie Protonen gibt, überwiegt eine der Ladungen und das Teilchen ist nach außen hin nicht neutral sondern eben geladen.
Schau dir das Video mit den Erklärungen an, was Na+ oder Cl- bedeuten. Es wird auch erklärt, wie die Ladung zustande kommt und wie man darauf kommt, wie das geladene "Atome" aufgebaut sein muss. Haltet die beiden Beispiele im Heft fest. Verständniskontrolle:
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Ion = geladenes Atom, bei dem entweder Elektronen im Vergleich zum "Normalzustand" entfernt oder hinzugefügt wurden.
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In der Schule soll für die restlichen Ionen auf dem ausgeteilten Mineralwasser-Etikett (außer Sulfat und Hydr. Carb.) ebenfalls bestimmt werden, wieviele Elektronen, Protonen und Neutronen diese haben. |
Stellt sich nun die Frage, warum machen diese Atome das? Warum geben sie Elektronen ab oder nehmen welche auf? Gibt es auch Na- oder Cl+? Dazu stellen wir eine einfache theoretische Überlegung an:
Vergleiche die Anzahl der Elektronen de Ionen mit anderen Atomsorten. Welche (ungeladene) Atomsorte hat soviele Elektronen wie die Na+, Cl- und die anderen Ionen auf der Mineralwasserflasche? Trage in die restlichen Spalten ein: "Symbol des Elementes" "Anzahl Protonen" "Anzahl Elektronen" ... |
Edelgasregel: Atome versuche immer die Elektronenkonfiguration benachbarter Edelgase zu erreichen und geben deswegen Elektron ab bzw. nehmen auf.
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Das Bohr'sche Schalenmodell
Abschluss
- Das Atom - John Dalton und Niels Bohr - Meilensteine der Naturwissenschaft und Technik ... der Film ist ein guter Rückblick über die Entwicklung des Atommodells bis Bohr und wie es danach weiter ging.
Übrigens:
- Das es tatsächlich keine Lücke mehr im Periodensystem geben kann, wurde von Moseley Henry Moseley nachgewiesen. Und zwar zur gleichen Zeit, wie Bohr sein Atommodell aufstellte. Im Grunde genommen bestätigte er damit die Atommodelle von Rutherford und Bohr, die aufeinander aufbauten.
- Bei den Isotopen sind die Kernforschungsinstitute auf der Jagd nach Atomen mit immer größerer Ordnungszahl, die auch auch immer schwerer sind. Allerdings sind alle diese künstlich erzeugten Elemente radioaktiv und zerfallen meist sehr schnell. Das liegt an der großen Anzahl an Protonen, die nicht mehr von den Neutronen abgeschirmt werden können, so dass sie die positiven Ladungen abstoßen und das Atom zerfällt. Die Physiker vermuten aber, dass es bestimmte Ordnungszahlen gibt, ab denen es plötzlich wieder stabile Isotope gibt. Man verwendet die Begriffe "Magische Zahlen" oder "Insel der Stabilität". Siehe auch Magische_Zahl .
- Interessanter Weise gibt es den Roman "Atomgewicht 500". Es ist ein "alter" Science-Fiction Roman aus dem Jahre 1934 vom dem, aus der DDR stammenden Autor, Hans Dominik. Es geht dabei um Atome mit einem Gewicht von über 500 u, die stabil sein sollen und als wundersame Energiequellen dienen sollen Mehr dazu ....