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1 Wilhelm - Heinrich - Riehl - Kolleg Landeshauptstadt Düsseldorf Teil 10 © Wilhelm-Heinrich-Riehl-Kolleg - www.riehl-kolleg.de - Düsseldorf 2009 - Alle.

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1 1 Wilhelm - Heinrich - Riehl - Kolleg Landeshauptstadt Düsseldorf Teil 10 © Wilhelm-Heinrich-Riehl-Kolleg - - Düsseldorf Alle Rechte vorbehalten. - Gestaltung und Inhalt: Richard Fischer Hergestellt mit Microsoft Office PowerPoint Bildschirmauflösung 1024 x 768 Pixel Der zweite Bildungsweg Grundkenntnisse für Biologiekurse Wiederholung:

2 2 Der Atomdurchmesser ist im Vergleich zum Kerndurchmesser riesig. Das gesamte Atom ist ca mal größer als der Kern. Atomdurchmesser = ca.10 m - 10 Wiederholung: Eingang Riehl-Kolleg 10m Vergrößerung des Atom- durchmessers auf 10m Der Kerndurchmesser beträgt dann ca. 1mm! Veranschaulichung Der Kern enthält aber ca. 99,9% der Atommasse! Die schwierige rechnerische Auswertung des Streuversuchs ergab: Mit den Massen verhält es sich umgekehrt. Fast die gesamte Masse des Atoms, nämlich ca. 99,9%, entfällt auf den Kern. Kerndurchmesser = ca.10 m - 14 Goldatom negativ geladene Elektronenhülle positiv geladener Kern Rutherfordscher Streuversuch / Größen- und Massenverhältnisse

3 3 Bisher haben wir das Goldatom nach dem Rutherfordschen Atommodell betrachtet. Wie sieht das Wasserstoffatom nach diesem Atommodell aus? Und wie sehen die dem Wasserstoff folgenden Atome aus? Welche Beziehung besteht zwischen dem Atombau nach Rutherford und dem Periodensystem?

4 4 Das Wasserstoffatom ist elektrisch neutral. Der Atomkern enthält eine positive Ladung. Protonenanzahl = 1 Die Elektronenhülle enthält ein Elektron. Elektronenanzahl = 1 1+ Wasserstoffatom Die elektrische Neutralität gilt für die Atome aller Elemente! Das Aussehen des H-Atoms nach Rutherford Der Atomkern ist winzig, die Elektronenhülle riesig! Aber: Fast die gesamte Masse des Atoms entfällt auf den Kern.

5 5 elektrostatische Anziehungskraft Elektrostatisches Grundgesetz: Zentrifugalkraft Ungleichartig geladene Teilchen ziehen sich an, gleichartig geladene Teilchen stoßen sich ab. elektrostatische Anziehungskraft = Zentrifugalkraft stabile Kreisbahn: Das Elektron stürzt nicht in den Kern! 1+ Wasserstoffatom Das Elektron kreist sehr schnell um den Atomkern. Der Bahnradius ist dabei beliebig! Bei Atomen anderer Elemente gilt dies für alle Elektronen! Welche Kräfte sind wirksam?

6 6 2. Periode Das H-Atom nach RutherfordDer Bau der folgenden Atome Wasserstoff: H Protonenanzahl: 1 Elektronenanzahl: 1 1+ Helium: He Protonenanzahl: 2 Elektronenanzahl: 2 2+ Lithium: Li Protonenanzahl: 3 Elektronenanzahl: 3 3+ Beryllium: Be Protonenanzahl: 4 Elektronenanzahl: 4 4+ Bor: B Protonenanzahl: 5 Elektronenanzahl: 5 5+ Kohlenstoff: C Protonenanzahl: 6 Elektronenanzahl: 6 6+

7 7 Natrium: Na Periode Protonenanzahl: 11 Elektronenanzahl: Kernladung: +7 Elektronenanzahl: 7 Stickstoff: N Protonenanzahl: 7 Elektronenanzahl: 7 7+ Neon: Ne Protonenanzahl: 10 Elektronenanzahl: Sauerstoff: O Protonenanzahl: 8 Elektronenanzahl: 8 8+ Fluor: F Protonenanzahl: 9 Elektronenanzahl: 9 9+

8 8 Bezug zum Periodensystem H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Hauptgruppen I II III IV V VI VII VIII 1. Periode 2. Periode 3. Periode 4. Periode 1Ordnungszahl und Elementsymbol 1 p + Protonenanzahl 1 e1 e - Elektronenanzahl Ordnungszahl = Protonenanzahl = Elektronenanzahl elektrische Neutralität der Atome 2 p + 2 e2 e p + 3 e3 e p + 4 e p + 5 e5 e p + 6 e6 e p + 7 e7 e p + 7 e7 e - 9 p + 9 e9 e p + 10 e p + 11 e p + 12 e p + 13 e p + 14 e e - 15 p p + 16 e e - 17 p p + 18 e e - 19 p p + 20 e

9 9 Das Aussehen der Atome nach Rutherford Das Wasserstoffatom z.B. besitzt eine positive und eine negative Ladung und ist nach außen hin elektrisch neutral. Die elektrische Neutralität gilt für alle Atome. Der Atomkern ist im Verhältnis zur Gesamtgröße des Atoms winzig. Trotzdem entfällt fast die gesamte Masse des Atoms auf den Kern. Wasserstoffatom 1 e - 1+ Die Bahnradien für die Elektronen sind beliebig. Ist dieser Bahnradius klein, so ist die Umlauffrequenz des Elektrons (= Umläufe um den Atomkern pro Sekunde) hoch, ist er groß, so ist die Umlauffrequenz klein. Die Ordnungszahl des Elements im Periodensystem stimmt überein mit der Protonenanzahl und Elektronenanzahl. Das Elektron des Wasserstoffatoms kreist sehr schnell um den Atomkern, wobei die Anziehungskraft und die Zentrifugalkraft sich die Waage halten. Auch dies gilt für sämtliche Elektronen der Atome anderer Elemente. Neonatom e -

10 10 Ende


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