Wiederholung: Teil 10 Wilhelm - Heinrich - Riehl - Kolleg Landeshauptstadt Düsseldorf Der zweite Bildungsweg Grundkenntnisse für Biologiekurse Teil 10 © Wilhelm-Heinrich-Riehl-Kolleg - www.riehl-kolleg.de - Düsseldorf 2009 - Alle Rechte vorbehalten. - Gestaltung und Inhalt: Richard Fischer Hergestellt mit Microsoft Office PowerPoint 2003 - Bildschirmauflösung 1024 x 768 Pixel

Wiederholung: Rutherfordscher Streuversuch / Größen- und Massenverhältnisse Die schwierige rechnerische Auswertung des Streuversuchs ergab: Atomdurchmesser = ca. 10 m - 10 Kerndurchmesser = ca. 10 m - 14 Der Atomdurchmesser ist im Vergleich zum Kerndurchmesser riesig. Das gesamte Atom ist ca. 10.000-mal größer als der Kern. Mit den Massen verhält es sich umgekehrt. Fast die gesamte Masse des Atoms, nämlich ca. 99,9%, entfällt auf den Kern. Vergrößerung des Atom- durchmessers auf 10m Veranschaulichung 10m Goldatom negativ geladene Elektronenhülle positiv geladener Kern Der Kerndurchmesser beträgt dann ca. 1mm! Der Kern enthält aber ca. 99,9% der Atommasse! Eingang Riehl-Kolleg

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?

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

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

Der Bau der folgenden Atome Das H-Atom nach Rutherford 2. Periode 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+

.... Stickstoff: N Sauerstoff: O Fluor: F 3. Periode Neon: Ne Kernladung: +7 Elektronenanzahl: 7 Stickstoff: N Protonenanzahl: 7 Elektronenanzahl: 7 7+ Sauerstoff: O Protonenanzahl: 8 Elektronenanzahl: 8 8+ Fluor: F Protonenanzahl: 9 Elektronenanzahl: 9 9+ 3. Periode Neon: Ne Protonenanzahl: 10 Elektronenanzahl: 10 10+ Protonenanzahl: 11 Elektronenanzahl: 11 11+ .... Natrium: Na

elektrische Neutralität der Atome 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 1 Ordnungszahl und Elementsymbol 2 p + 2 e - 2 1 p + Protonenanzahl 1 e - Elektronenanzahl 3 p + 3 e - 3 4 p + 4 e - 4 5 p + 5 e - 5 6 p + 6 e - 6 7 p + 7 e - 7 8 8 p + 7 e - 9 p + 9 e - 9 10 p + 10 e - 10 11 p + 11 e - 11 12 p + 12 e - 12 13 p + 13 e - 13 14 p + 14 e - 14 15 e - 15 p + 15 16 p + 16 e - 16 17 e - 17 p + 17 18 p + 18 e - 18 19 e - 19 p + 19 20 p + 20 e - 20 Ordnungszahl = Protonenanzahl = Elektronenanzahl ... elektrische Neutralität der Atome

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+ 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 10+ 10 e - 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.

Ende