Einfuehrung Atombau Pse

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Atome und Bau von Molekülen

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  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

    1/43

    Zach Christian 2007

    AtombauAtombauDie Welt des ganz Kleinen

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    Zach Christian 2007

    Modellvorstellungen alsModellvorstellungen als

    VerstndnishilfenVerstndnishilfenStoffebene Teilchenebene

    Elemente sind

    Grundstoffe

    Atome sind

    Grundbausteine Stoffe knnen

    elektris!h geladensein

    Atome bestehen ausgeladenenElementarteil!hen

    Elemente reagierenzu Verbindungen inbestimmtenMengenverhltnissen

    Die Atome verbindensi!h in bestimmten"ahlenverhltnissen

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    Zach Christian 2007

    #$%%

    %

    $%%

    &%%%

    &$%%

    '%%%

    DEMOKRIT: Atomos, das Atom gedacht als unteilbares Teilchen

    EPIKR: !hem" #indung

    ARI$TOTE%E$: & Elemente: 'euer, (asser, Erde, %u)t

    *+++ ahre Kirchen-a.uum:

    ('' v) *hr) + &,(' n) *hr)

    Aristotelisches (eltbild /ird dogmatisch0bernommen, Ket1er hingerichtet"

    DA%TO2: 3" und *" 4erbindungsgeset1

    A4O5ADRO: 5ase, Mole.0le

    'ARADA6: ele.trische 2atur der Atome

    RT7ER'ORD: Treu-ersuche

    #O7R8 P%A2!K, 7EI$E2#ER5: Orbitaltheorie

    5A$$E2DI, KEP%ER, 5A%I%EI

    http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/%23Slide%2081http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/%23Slide%2082http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/%23Slide%2082http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7/%23Slide%2081
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    Zach Christian 2007

    Ent-i!klung der AtommodelleEnt-i!klung der AtommodelleAtombegriff na!h Demokrit .!a) (%% v) *hr)/0

    Das Atom als philosophisch erdachtes unteilbares Teilchen.

    Atomtheorie der 1euzeit na!h Dalton .!a)&2%$/0Atome sind die kleinsten, unteilbaren Teilchen der Elemente.

    Kern#34lle#Modell na!h 5utherford .&6%%/0Atome bestehen aus geladenen Elementarteilchen, der Atomkern istnur 1/1. des Atoms gro!.

    Energiestufenmodell na!h 7ohr .!a) &6'%/0Die Atomh"lle besteht aus Elektronen, die nach ihrem

    Energiegehalt in Energiestufen eingeteilt #erden k$nnen.

    Kugel-olkenmodell

    8uantenme!hanis!hes 9rbitalmodell

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    Zach Christian 2007

    Ruther)ord dringt ins Innere ein"""Ruther)ord dringt ins Innere ein"""

    5utherford: Ernest: ;ord of 1elson and*ambridge .&2sik und f4rseine @heorie zur Atomstruktur den 1obel?reis erhielt) Anhand von Strahlungsuntersu!hungen stellte

    5utherford seine @heorie derAtomstruktur auf: in der das

    Atom erstmalig als di!hterKernmit ihn umkreisendenEle.tronenbes!hrieben-urde)

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    Zach Christian 2007

    Ruther)ords 4ersuchRuther)ords 4ersuch

    5adioaktives =r?arat

    ;eu!hts!hirm

    Goldfolie

    5adioaktive Strahlen

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    7/43Zach Christian 2007

    (as /9re /enn"""(as /9re /enn"""

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    8/43Zach Christian 2007

    (as /9re /enn"""(as /9re /enn"""

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    9/43Zach Christian 2007

    Der $treu-ersuchDer $treu-ersuch von Rutherfordvon Rutherford

    Das Kern-Hlle-Modell: Atome bestehen auseinem /in1igen, ositi- geladenen Kern und

    einer riesigen, negati- geladenen

    Ele.tronenh0lle"

  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

    10/43Zach Christian 2007

    Die #edeutung -on KernteilchenDie #edeutung -on Kernteilchen

    Elemente unters!heiden si!h dur!h die "ahl ihrer=rotonen) 1eutronen s?ielen hierbei keine 5olle)

    Aufeinander folgende Elemente im =SE besitzenimmer genau ein =roton mehr)

    "u edem =roton muss in der S!hale ein ElektroneBistieren) Elektronen bestimmen die !hemis!hen

    Eigens!haften eines Elementes)

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    11/43Zach Christian 2007

    Die #edeutung -on KernteilchenDie #edeutung -on Kernteilchen

    Ce =roton bentigt man mindestens ein1eutron:damit der Kern stabil ist)

    7is zum Element D%*a gilt0 e =roton genau

    ein1eutron: dana!h -erden es mehr)

    7s?)0 E

    '(2

    6'

    '(2 1u # 6' ? F &, n

    &, n 0 6' ? F &:,

    Mit Ausnahme des Wasserstoffs besitzt edes

    Element au!h 1eutronenim Kern)

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    12/43Zach Christian 2007

    Der AtomkernDer Atomkern

    3 3e ;i 7e 7 * 1 9

    %egende:

    Protonen

    2eutronen

    Aufgabe0 entde!ke die Gesetzmigkeit beim Aufbauen von

    KernenH

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    13/43Zach Christian 2007

    Isoto?eIsoto?e

    3 ;i * 1 9

    '3 %:%&$

    &3 66:6

    (3

    ,;i

  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

    14/43Zach Christian 2007

    Die #edeutung -on KernteilchenDie #edeutung -on Kernteilchen

    Isoto?e unters!heiden si!h dur!h die "ahl ihrer

    1eutronen)

    Es gibt unters!hiedli!he "ahlen von nat4rli!henstabilen Isoto?en)

    Viele Isoto?e sind instabil und zerfallen: indem sieradioaktive Strahlung abgeben)

    7s?)0 #"erfall

    *&D,

    +

    1&D

    stemablesen0 Die 3au?tgru??e ents?ri!htder "ahl der Auenelektronen: die =eriode ents?ri!htder "ahl der Energiestufen)

  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

    20/43Zach Christian 2007

    Die Elemente unterscheiden sichDie Elemente unterscheiden sich

    durch die Masse ihrer Atome""""durch die Masse ihrer Atome""""

    Al2713

    Chem. Symbol

    fr Aluminium

    MZ Massenzahl

    27 ( + )

    13

    -

    1!

    "Z "r#nun$szahl

  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

    21/43Zach Christian 2007

    und edesund edes =roton))))=roton))))

    ... kann genau ein Elektronhalten!

  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

    22/43Zach Christian 2007

    Wir bauen das Modell f4r Aluminium0Wir bauen das Modell f4r Aluminium0

    Al2713

    ..en%h&l% 27 'uleonen

    ..#aon sin# 13 *ro%onen#ie ,e 1 le%ron fes%hal%en1! 'uleonen sin# also 'eu%ronen

    -

    13

    1!

    -S/hale ma0. 2 e-

    -S/hale ma0. e-

    M-S/hale also no/h 3 e -

    Diese Schale heisst auch

    Valenzschale

  • 7/21/2019 Einfuehrung Atombau Pse

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    Zach Christian 2007

    EdelgaskonfigurationN 1a a)))EdelgaskonfigurationN 1a a)))

    Atome sind dannLzufrieden: -enn sieihre Valenzs!halemit

    2 Elektronen gef4llthaben)

    Dies errei!hen sie:indem sie fehlendeElektronen stehlenoder 4berzhligeabgeben)

    Die Valenzschale von

    Argon ist mit 8 evoll!

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    Zach Christian 2007

    5egel0 2 -re s!hn)))5egel0 2 -re s!hn)))

    Atome haben das7estreben: ihreusserste S!hale voll

    besetzt zu haben0K#S!hale0 ' e#

    ;#S!hale0 2 e#

    M# S!hale0 2 e#

    Dies errei!hen siedur!h 7indungenH

    Sauers%offa%om

    alenzs/hale4 5 e-

    emeinsame"en#tzung

    von $e 2 e

    D W K l lk d ll

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    Zach Christian 2007

    Der Weg zum Kugel-olkenmodellDer Weg zum Kugel-olkenmodell

    Atomkern

    Atomrum?f

    Kugel-olke: voll besetzt

    1

    S!hreib-eisen0

    Elektronenformel

    1LValenzstri!hformel

    halb besetztKugel-olke:

    7s?)0 ein Sti!kstoffatom 1

    Kugel-olkenmodelle der Atome & O ' =eriodeKugel-olkenmodelle der Atome & O ' =eriode

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    Zach Christian 2007

    Kugel-olken einfa!h besetzt

    Atomkerne

    Kugel-olken do??elt besetzt

    Kugel-olkenmodelle der Atome &) O ') =eriodeKugel-olkenmodelle der Atome &) O ') =eriode

    K l l. d ll d At

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    Zach Christian 2007

    ') =eriode

    () =eriode

    Kugel/ol.enmodelle der Atome&) =eriode

    ) =eriode

    Atomkerne

    uere 7egrenzung der 34lle

    einfa!h besetzt

    do??elt besetzt

    Kugel-olken

    Verhltnisse der Atomradien korrekt

    Kugel/ol.enmodelle der Atome

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    Zach Christian 2007

    ') =eriode%i #e

    # ! 2 O ' 2e

    2a !l() =eriode

    Ar

    Kugel/ol.enmodelle der Atome&) =eriode

    7e7

    $

    ) =eriode

    KAtomkerne

    uere 7egrenzung der 34lle

    einfa!h besetzt

    do??elt besetzt

    Kugel-olken

    Verhltnisse der Atomradien korrekt

    Kugel/ol.enmodelle der Atome

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    Zach Christian 2007

    ') =eriode%i #e

    # ! 2 O ' 2e

    2a !l() =eriode

    Ar

    Kugel/ol.enmodelle der Atome

    und %e/is

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    Zach Christian 2007

    ') =eriode

    () =eriode

    #aulan der 7autgruenelemente

    %e/is

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    Zach Christian 2007

    #aulan der 7autgruenelemente

    einfa!h besetzt do??elt besetzt

    uere 7egrenzung der 34lle

    einfa!h besetzter

    Aufenthaltsraumdo??elt besetzte Aufenthaltsrume

    *erio#e

    Gru??e Gru??e Gru??e Gru??e Gru??e Gru??e Gru??e Gru??e

    *erio#e

    *erio#e

    *erio#e

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    Zach Christian 2007

    Vom Atom zum Molek4l)))Vom Atom zum Molek4l)))

    "-ei Sauerstoffatomebinden si!h !hemis!hzu einem Mole.0lSauerstoff)

    7eide Atome knnenso zeit-eise 2Elektronen ben4tzen)

    Das Mole.0list derkleinste @eil einer

    VerbindungH

    D W h i h 7i dD W h i h 7i d

  • 7/21/2