Ende des 19.Jhd. (1890 -1899) hatte das Atommodel von Dalton immer noch Bestand, allerdings wusste man in dieser Zeit schon von positiver und negativer Ladung. Der Engländer Thomson fand in seinen Experimenten heraus, dass negativ geladenen Elektronen Bestandteil von Materie sind.
In dieser Zeit gelang es auch dem Franzosen Becquerel verschiedene Arten von Teilchen festzustellen. Er war Mitentdecker der natürlichen Radioaktivität und fand heraus, dass diese aus drei verschiedenen Teilchentypen bestehen (a, b und g – Strahlung). Dies widerlegt das Atommodell von Dalton.
Im Jahre 1909 führt Rutherford den sog. Rutherfordschen Streuversuch durch. Er beschoss extrem dünne Folie aus Gold (etwa 1000 Atomlagen dick) mit Alpha-Teilchen und beobachtete, wie diese sich auf einem Filmstreifen um die Goldfolie verteilen.
Die Beobachtungen aus seinem Experiment:
Die Erklärung aus dem Experiment:
Da die meisten Alpha-Teilchen direkt ohne Ablenkung durch die Goldfolie durchdringen, müssen Atome demzufolge nahezu “leer” sein.
Die Alpha-Teilchen (positiv geladene Helium-Teilchen) werden bei nahem Vorbeiflug am Kern abgelenkt. Bei einem “Kerntreffer” werden die Alpha-Teilchen direkt reflektiert und fliegen in die entgegengesetzte Richtung weiter, der Kern muss also positiv geladen sein. Mit diesen Erklärungen stellte Rutherford sein berühmtes Atommodell auf (Kern-Hülle-Modell).
Ein Atom besteht aus einem winzigen, positiv geladenen Kern und einer riesigen, nahezu massefrei und mit Elektronen befüllten Atomhülle.
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. Somit muss das Atommodell von Rutherford noch verbessert werden.
Ernest Rutherford hat das Atommodell von Rutherford entwickelt.
Das Rutherford-Atommodell wurde im Jahr 1911 vorgestellt.
Das Rutherford-Atommodell besagt, dass das Atom aus einem kleinen, dichten, positiv geladenen Kern (dem Atomkern) und viel leerem Raum, in dem sich negativ geladene Elektronen bewegen, besteht.
Rutherford führte den Goldfolien-Versuch durch, der zur Entwicklung seines Atommodells führte.
Das Hauptproblem mit dem Rutherford-Atommodell liegt darin, dass es nicht erklären konnte, warum Atome stabil sind und warum die Elektronen nicht in den Kern fallen, dies wird als Stabilitätsproblem bezeichnet. Zudem konnte es auch das Spektrum der Atome nicht erklären.
Das Rutherford-Atommodell unterschied sich vom Thompson-Atommodell (oder Rosinenkuchen-Modell), indem es den Atomkern einführte – einen dichten, zentralen Punkt mit positiver Ladung, während das Thompson-Modell annahm, dass positive und negative Ladungen gleichmäßig über das Atom verteilt waren.
Das Bohr’sche Atommodell verbesserte das Rutherford-Modell, indem es Energielevel (Orbits) einführte, in denen Elektronen sich stabil um den Kern bewegen können, ohne in den Kern zu fallen.
Im Rutherford-Atommodell und im Bohr’schen Atommodell ist der Atomkern jeweils positiv geladen und enthält die meiste Masse des Atoms. Der Unterschied besteht darin, wie die Elektronen um den Kern angeordnet sind: Im Rutherford-Modell bewegen sie sich zufällig in großer Entfernung vom Kern, während sie im Bohr-Modell in spezifischen Energieleveln (Orbits) angeordnet sind.
Obwohl das Rutherford-Atommodell heute als veraltet gilt, bildete es die Grundlage für das Verständnis der Atomstruktur, insbesondere der Existenz eines kleinen, massereichen, positiv geladenen Kerns.
Die Theorie von Rutherford wurde durch seine Experimente, insbesondere den Goldfolien-Versuch, unterstützt, bei dem ein Teil der Partikel abgelenkt oder zurückgeworfen wurde, was auf einen dichten, positiven Kern hindeutet.