Rutherfordsches Atommodell

Rutherfordsches Atommodell Übung

• Gib an, was man durch das Rutherfordsche Experiment verstanden hat.

  Tipps

  Rutherford hat die Annahmen von Dalton und Thomson widerlegt.

  Lösung

  Beim Experiment von Rutherford beschoss er Goldfolie mit zweifach positiv geladenen $\alpha$-Teilchen und stellte fest, dass die meisten Teilchen die Folie einfach durchdrangen. Nur einige wenige wurden abgelenkt. Das gab Aufschluss über die Struktur eines Atoms und Rutherford schlussfolgerte, dass ein Atom aus einem positiv geladenen Kern und einer negativ geladenen Hülle besteht.

• Benenne folgende Modelle richtig.

  Tipps

  Die Vorstellung über das Atom wurde mit der Zeit immer detaillierter.

  Rutherford widerlegte Thomsons Atommodell.

  Lösung

  Das Atommodell wurde mit der Zeit immer detaillierter. Während Dalton 1808 nur Aussagen darüber machen konnte, dass ein Atom nicht zerfallen, gebildet oder umgewandelt werden könne, stellte Thomson 1903 schon die Theorie auf, dass ein Atom aus Elektronen und genauso vielen Protonen bestünde und sie ohne System angeordnet seien. Rutherford widerlegte diese Theorie 1909 mit seinem Experiment. Sein Atommodell besagt, dass ein Atom aus einem positiv geladenen Atomkern und einer Atomhülle besteht. Darin bewegen sich die Elektronen um den Atomkern herum.

• Gib an, wie viele Teilchen die Atome besitzen.

  Tipps

  Ein Atom ist elektrisch neutral.

  Schaue in ein Periodensystem der Elemente und überlege, woran du ablesen kannst, wie viele Teilchen ein Atom besitzt.

  Du kannst auch die Elemente im Periodensystem von links nach rechts und oben nach unten durchzählen. Wasserstoff hat ein Außenelektron, Helium hat zwei, Lthium drei und so weiter.

  Lösung

  Ein Atom besitzt immer so viele Elektronen wie es auch Protonen besitzt. Nur so ist es elektrisch neutral. Informationen über die Anzahl der Elektronen und damit auch über die Anzahl der Protonen kannst du aus dem Periodensystem entnehmen. Dort stehen die Elemente aufsteigend nach Elektronenanzahl sortiert. Wasserstoff hat ein Außenelektron, Helium hat zwei, Lithium drei usw. Wenn du nicht immer alle Elemente zählen magst, kannst du auch die Ordnungszahl des Elementes betrachten. Diese steigt auch von Element zu Element an und entspricht damit der Anzahl der Elektronen.

• Erkläre mithilfe des Kern-Hülle-Modells die Bildung positiv oder negativ geladener Ionen.

  Tipps

  Versuche dir dies mit Hilfe von blauen und roten Papierschnipseln vorzustellen. Was passiert, wenn du einen blauen Schnipsel wegnimmst?

  Ein Paar aus positiv geladenem Teilchen und negativ geladenem Teilchen ist insgesamt neutral, da sich die Ladungen gegenseitig aufheben.

  Lösung

  Ein Atom ist elektrisch neutral. Es besitzt genauso viele positiv geladene Teilchen wie negativ geladene Elektronen. Wird nun ein Elektron aufgenommen oder abgegeben, verändert sich die Ladung im Atom, da nun entweder zu viel negative Ladung vorhanden ist oder zu wenig. Sind weniger negativ geladene Teilchen vorhanden als positive, wird die Ladung im Atom insgesamt positiv und man spricht von einem positiv geladenen Ion. Sind andersherum mehr negativ geladene Teilchen vorhanden als positive, wird das Atom insgesamt negativ und man spricht von einem negativ geladenen Ion.

• Erkläre die historische Entwicklung der Atommodelle.

  Tipps

  Das Atommodell wurde im Laufe der Zeit immer detaillierter.

  Lösung

  Dalton stellte seine Theorie 1808 auf. Knapp 100 Jahre später entwickelte Thomson im Jahre 1903 sein Atommodell. Nur sechs Jahre danach widerlegte Rutherford Thomsons Theorie vom Atom und stellte seinerseits ein detaillierteres Atommodell auf. Noch vier Jahre später, 1913, stellte Bohr sein Atommodell auf.

• Erkläre, warum beim Rutherfordschen Experiment manche Alpha-Teilchen abgelenkt wurden.

  Tipps

  Gleiche Ladungen stoßen sich voneinander ab.

  Lösung

  Rutherford schlussfolgerte aufgrund seiner Beobachtungen in seinem Streuungsversuch, dass ein Atom einen Atomkern besitzen muss, in dem sich gebündelt die positive Ladung befindet. Die zweifach positiv geladenen $\alpha$-Teilchen werden vom ebenfalls positiv geladenen Atomkern abgestoßen, da sich gleiche Ladungen voneinander wie bei einem Magneten abstoßen. Im Vergleich zur Hülle ist der Kern allerdings sehr klein, weshalb nur wenige $\alpha$-Teilchen abgelenkt werden.