PPT Vom Kugelmodell bis zum Kern-Hülle-Modell von Ernest Rutherford

Wie stellst du dir ein Atom vor?• Massive kleine Kugeln

• Die Atome der unterschiedlichen Elemente

unterscheiden sich nur in ihrem Atomradius und

ihrer Atommasse. Bsp: Ein Goldatom ist größer

und schwerer als ein Wasserstoffatom.

• Die Atome haften durch Anziehungskräfte

aneinander.

Das Daltonsche Atommodell

Leistungsfähigkeit:

• Aggregatzustände können erklärt werden.

• Die Unterschiede der Elemente können durchunterschiedliche Masse und Größe der Atomeerklärt werden.

• Es verbindet die Teilchenebene und die Stoffebene.

Was hat Rutherford gemacht?Was hat er erwartet?

Ein Heliumion – zweifachpositiv geladen – RadioaktiveAlpha Strahlung

Eine Goldfolie – 0,5 µm dünn –ca. 1000 Atomschichten dick

+

+

Was hat Rutherford tierisch erstaunt?

Ein Heliumion – zweifachpositiv geladen – RadioaktiveAlpha Strahlung Nur bei einem von 100.000 α-

Teilchen wir überhaupt die Richtung geändert!

Eine Goldfolie – 0,5 µm dünn –ca. 1000 Atomschichten dick

Weitere Beobachtungen, die Rutherford gemacht hat

• Fast alle Alpha-Teilchen können die Goldfolie ungehindert passieren.

• Nur bei ca. 1 von 100.000 Alpha-Teilchen wird die Richtung geändert.

• Größere Streuwinkel kommen dabei immer seltener vor, je größer der Winkel ist.

• Auch Streuwinkel von über 90° gibt es, aber extrem selten.

• Einige Alpha-Teilchen werden zurück gestreut.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Rutherford-Streuung

Wie hat Rutherford diese unsichtbarenTeilchen sichtbar gemacht?

Der Experimentaufbau des RutherfordschenStreuversuchs

Quelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rutherford_Scattering.svg

Ordne den einzelnen Nummern die entsprechenden Bestandteile zu: ___Bleimantel zurAbschirmung; ___Alpha-Teilchenstrahl; ____ Punkt, an dem die Strahlen auf die Folie treffen___ Radioaktives Radium (α-Strahler), ___ Leuchtschirm bzw. Fotografieschirm; ___ Goldfolie___ Teilchenstrahl trifft den Schirm, nur wenige Teilchen werden abgelenkt.

Die Rückschlüsse

Die extrem seltene Ablenkung der Alpha-Teilchen und derenWinkelverteilung lassen sich dadurch verstehen, dass sich in denAtomen nur ein sehr kleines Massezentrum befindet, das positivgeladen ist. Man nennt dieses Massezentrum den Atomkern. Da diemeisten Teilchen die Goldfolie ungehindert passieren, muss zwischenden Kernen ein großer Freiraum bestehen. Dieses Ergebnis führte zumRutherfordschen Atommodell. (Die Elektronen, welche sich in demrelativ zum Kerndurchmesser riesigen leeren Raum (Vakuum) um denKern bewegen, schirmen die konzentrierte positive Kern-Ladung ab,sodass das Atom nach außen hin neutral erscheint.)

Der Atomkern ist 10.000 mal kleiner als die Elektronenhülle. BeimWasserstoffatom sogar 100.000 mal kleiner.

Quellen: http://getrenntbewegen.wordpress.com/2013/05/29/die-idee-des-modells/undhttp://schulphysik.ch/inline/html/Atome/

Experiment von Ernest Rutherford (1911)

Das Rutherfordsche AtommodellKern Hülle Modell

Positiv geladener Atomkern aus Protonen mithoher Masse.

Negativ geladene Atomhülle aus Elektronen, die eine nur sehr geringe Masse haben.

Problem: Die positiv geladenen Protonen müssten sich abstoßen.

Lösung: Chadwick entdeckte Neutronen, die keine elektrische Ladung haben und sich ebenfalls im Kern befinden.http://de.wikipedia.org/wiki/James_Chadwick

MassivesKugelatommodell

Dalton(Klasse 8)

1808

Modell von Thomson

(1903)

Modell von Rutherford

(1911)

Modell von NielsBohr (Klasse 9)

1913

Erweiterung durchChadwick

(1932)

Rosinenkuchenmodell

: Negative Elektronen

als Rosinen in

positivem Pudding,

wobei Zahl der

positiven und

negativen

Ladungsträger gleich

sind.

http://www.ipf.uni-

stuttgart.de/lehre/online-

skript/f30_01.html

http://www.welsch.com/g

allery/3d/Atommodell_na

ch_Rutherford_006.jpg

http://www.scio-

online.de/E-

Learning/Grafiken/A/ato

mmodell.gif

http://www.evangelisches

-gymnasium-

meinerzhagen.de/Projekte

/energieprojekt/2005/ato

mkraftwerk.html

Vergleiche die Atommodelle von Bohr, Rutherford und Thomson!

Hilfestellung: die Form, die auftretenden Ladungen, die Aufenthaltsorte, das Proton,

das Elektron, das Neutron, die Anordnung, die Anzahlen.