Geschichte der Atommodelle

Jana und Martina

Index1. Was ist ein Atommodell?2. Entwicklung der Atommodelle3. Die Vier-Elemente-Lehre4. Demokrits Atomvorstellungen5. Daltons Atommodell6. Dynamidenmodell7. Thomsonsches Atommodell8. Saturnmodell9. Rutherfordsches Atommodell10. Bohrsches Atommodell11. Bohr- Sommerfeldsches

Atommodell12. Orbitalmodell13. 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

1900

1903 Dynamiden- modell

1903 Thomsonsches AM

1904 Saturnmodell

1911 Rutherfordsches AM

1913 Bohrsches AM

1916 Bohr-Sommerfeldsches AM

1928 Orbitalmodell

1803 Daltons 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 ErdeWarm: Feuer und LuftFeucht: Luft und WasserKalt: 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 AtommodellDalton 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!