Warum hat sich das Atommodell verändert?
Atome kann man mit bloßem Auge nicht sehen. Deshalb entwickeln Forschende Modelle, um ihre Versuchsergebnisse zu erklären. Passen neue Ergebnisse nicht zu einem alten Modell, wird das Modell überarbeitet. So entstanden zwischen 1803 und 1913 vier verschiedene Modelle.
| Modell | Jahr | Kernidee | Schwäche |
|---|---|---|---|
| Dalton | 1803 | Das Atom ist eine massive Kugel, die sich nicht teilen lässt | Wusste nicht, dass das Atom Elektronen und einen Kern enthält |
| Thomson | 1897 | Elektronen sind in eine positiv geladene Kugel eingebettet („Rosinenkuchen“) | Wusste nicht, dass die positive Ladung in einem Kern konzentriert ist |
| Rutherford | 1911 | In der Mitte liegt ein kleiner, dichter, positiver Kern, um ihn herum die Elektronen | Erklärte nicht, warum Elektronen nicht in den Kern stürzen |
| Bohr | 1913 | Elektronen kreisen auf festen Schalen | Passt nicht zu Atomen mit vielen Elektronen |
Was hat die Modelle jeweils verändert?
- Thomson entdeckte 1897 das Elektron. Damit war bewiesen, dass sich das Atom teilen lässt. Sein Modell veröffentlichte er 1904. Das Jahr 1897 im Simulator ist das Jahr, in dem das Elektron entdeckt wurde.
- Unter der Leitung von Rutherford wurden Alphateilchen auf eine Goldfolie geschossen. Die meisten Teilchen flogen geradewegs hindurch, einige wurden aber stark abgelenkt, und manche prallten zurück. Nach Thomsons Modell hätte dieses Zurückprallen nicht passieren dürfen. Daraus folgte: Der größte Teil des Atoms ist leerer Raum, und seine positive Ladung und seine Masse sind in einem kleinen Kern konzentriert.
- Bohr schlug vor, dass ein Elektron nur auf bestimmten Energieniveaus existieren kann. Fällt ein Elektron auf ein niedrigeres Niveau zurück, gibt es Licht einer bestimmten Farbe ab. Das erklärte, warum Wasserstoff nur Licht bestimmter Farben aussendet. Auch die Farben der Flammenprobe hängen damit zusammen.
Heute beschreibt man Elektronen mit Orbitalen statt mit exakten Kreisbahnen. Ein Orbital ist der Raumbereich, in dem man ein Elektron am wahrscheinlichsten findet. Weiter geht es mit der Anleitung zur Elektronenkonfiguration.
Sieh dir die vier Modelle in der App Nalukh chem an
Drück auf einen Button und vergleiche die Modelle von Dalton bis Bohr. Dieser Simulator gehört zum Vollzugriff. Der Download ist kostenlos, und 2 Kapitel und 5 Simulatoren sind ohne Anmeldung nutzbar.
Wie benutzt du den Simulator?
- Der Simulator startet mit dem Modell Dalton.
- Wähle mit den Buttons Dalton, Thomson, Rutherford und Bohr unten ein Modell aus. Der gewählte Button wird gelb.
- Die oberste Zeile zeigt den Namen des Forschers und das Jahr. Darunter steht die Kernidee des Modells in einem Satz.
- Sieh dir das Bild in der Mitte an. Die blauen Kugeln sind Elektronen, die orangefarbenen Teile sind positive Ladung. In den Modellen Rutherford und Bohr bewegen sich die Elektronen um den Kern.
Aufgaben für den Simulator
- Finde die Modelle, die einen Kern haben. Antwort: Rutherford und Bohr.
- Vergleiche, wo die positive Ladung in den Modellen Thomson und Rutherford liegt. Antwort: Bei Thomson ist sie über die ganze Kugel verteilt. Bei Rutherford ist sie in einem kleinen Kern in der Mitte konzentriert.
- Zähle, wie viele Elektronen auf jeder Schale des Modells Bohr gezeichnet sind. Antwort: 2 auf der inneren und 5 auf der äußeren Schale. So sind die Elektronen in einem Stickstoffatom angeordnet.
Häufige Fehler
- Das Bohr-Modell für das endgültige Modell halten. Es liefert die Idee der Schalen, erklärt aber nicht vollständig, wie sich Elektronen bewegen.
- Die Größen im Bild für echt halten. Kern und Elektronen sind so groß gezeichnet, dass man sie sehen kann. Ein echter Kern ist viele Tausend Mal kleiner als das Atom.
- Die Jahreszahlen verwechseln. Dalton stellte seine Idee 1803 vor und veröffentlichte sie 1808 in einem Buch. Deshalb nennen manche Quellen 1808.
