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Allgemeines - Atommodell

Modell von Demokrit

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Modell von Thompson

Modell von Rutherford

Modell von Bohr

Orbitalmodell
 

Allgemeines über das Atommodell


Die unterschiedlichen Atommodelle, die sich im Laufe der Jahrtausende entwickelt haben, spiegeln eine Vorstellung von den kleinsten Teilen der Stoffe wider. Ein Atommodell dient zur Vorstellung der  kleinsten Teilchen von Stoffen und damit unserer Vorstellungen vom Aufbau der Materie. Die Idee dahinter, von mikroskopischen auf makroskopische Eigenschaften zu schließen. 

Atommodelle der Chemie (chronologisch aufgeführt, beginnend mit dem ältesten Atommodell)
 

  • Atommodell von Demokrit
  • Atommodell von Dalton
  • Atommodell von Thomson
  • Atommodell von Rutherford
  • Atommodell von Bohr
  • Orbitalmodell


Bis etwa Ende des 19. Jhd. betrachtete man Atome meistens als homogene Kugeln ohne innere Struktur, die den Gesetzen der klassischen Mechanik folgen (Atommodell von Dalton und Demokrit).

Nach der Entdeckung der Existenz von negativ geladenen Elektronen wurde dem bisherigen Atommodell (von Dalton) nun eine innere Struktur zugeschrieben. Doch Streuexperimente mit Alphateilchen ergaben jedoch, dass der von einem Atom eingenommene Raum größtenteils leer ist und positiv geladen sein muss.  Anhand der Ergebnisse seines Experimentes postulierte Rutherford daher ein Atommodell, dass das Atom aus einem winzigen, positive geladenen Kern und einer riesigen, nahezu massefrei und mit Elektronen befüllten Atomhülle besteht (Atommodell von Rutherford). 

Das Rutherfordsche Atommodell erklärt zwar die Ergebnisse der Streuung mit Alphateilchen, nach den Regeln der Elektrodynamik wäre aber ein solches Atom aber nicht stabil, weil die Bewegung auf einer gekrümmten Bahn einer beschleunigten Bewegung entspricht. Folglich müssten die Elektronen in den Atomkern stürzen. 

Ein paar Jahre später postulierte Bohr aufgrund seiner Experimente das sog. Bohrsche Atommodell, dass das Atom aus einem winzigen, positive geladenen Kern und einer riesigen, nahezu massenfrei und mit Elektronen befüllten Atomhülle besteht. Die Elektronen eines Atoms befinden sich in der Atomhülle in genau definierten Energiestufen ("Schalen"). Auf der Basis des Atommodells von Bohr lässt sich die Stabilität der Atome aber ebenfalls nicht erklären.

Durch den Fortschritt in der Quantenmechanik wurde klar, dass die Anwendung der klassischen Mechanik bei den Atommodellen "versagt", weil vor allem der klassische Begriff der Elektronenbahn durch den Begriff des quantenmechanischen Zustands zu ersetzen ist.  Die quantenmechanischen Atommodelle beruhen aus diesen Gründen nicht mehr auf anschaulichen Analogien zu makroskopischen Systemen, sondern auf der physikalischen Interpretation der durch bestimmte Näherungen erhaltenen Hamilton-Operatoren für ein Atom.

weiter: Atommodell von Demokrit