Atommodelle: Vom Plumpudding-Modell zu Rutherford und darüber hinaus

Das Plumpudding-Modell

Das Plumpudding-Modell betrachtet das Atom als eine Kugel aus positiver Ladung, in die Elektronen (negative Ladung) eingebettet sind.

Das Rutherford-Modell

Das Rutherford-Modell entstand aus einem Experiment, bei dem eine dünne Goldfolie mit Alpha-Teilchen beschossen wurde. Die Ergebnisse waren:

• Die Mehrheit der Alpha-Teilchen durchdrang die Folie ungebrochen.
• Einige Teilchen wurden abgelenkt.
• Sehr wenige Teilchen wurden zurückgeworfen.

Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass Atome nicht massiv sind, sondern viel Leerraum enthalten.

Rutherfords Atommodell

Rutherford schlug ein Atommodell vor, das aus einem kleinen, dichten Atomkern besteht, der fast die gesamte Masse und die positive Ladung (Protonen und Neutronen) konzentriert. Die Elektronen bewegen sich in einer Hülle um den Kern.

Wichtige Begriffe im Atomaufbau

Die Ordnungszahl (Z)

Die Ordnungszahl Z ist die Anzahl der Protonen in einem Atom und ist charakteristisch für jedes chemische Element. Die Anzahl der Elektronen ist gleich der Anzahl der Protonen.

Die Massenzahl

Die Massenzahl ist die Summe der Protonen und Neutronen in einem Atomkern.

Ionen

Ein Ion ist ein Atom, dem Elektronen fehlen oder das einen Überschuss an Elektronen hat. Wenn ein Atom ein Elektron verliert, wird es zu einem positiv geladenen Ion oder Kation.

Elektronenhülle

Die Elektronenhülle besteht aus allen Elektronen, die sich in ständiger Bewegung um den Atomkern befinden.

Atomkern

Der Atomkern ist der kleine, positiv geladene Bereich im Zentrum des Atoms.

Ein komplexeres Atommodell

Ein Atom besteht aus Elektronen, Protonen und Neutronen. Protonen und Neutronen befinden sich im Atomkern, während sich die Elektronen in der Hülle bewegen.

Massenberechnung

Molmassen

Molmassen von Molekülen werden berechnet, indem die Massen der atomaren Bestandteile addiert werden.

Atomare Masseneinheit

Die atomare Masseneinheit wird anhand des Kohlenstoffatoms berechnet, um die relativen Atommassen anderer Elemente zu bestimmen.

Bestandteile des Atoms

Protonen

Protonen sind Teilchen im Kern, die fast die gesamte Masse des Atoms ausmachen und eine positive Ladung tragen.

Neutronen

Neutronen sind Teilchen mit etwa der gleichen Masse wie Protonen, aber ohne elektrische Ladung.

Isotope

Isotope sind Atome desselben Elements mit der gleichen Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Massenzahl. Das bedeutet, sie haben die gleiche Anzahl von Protonen, aber eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen.

Alpha-Teilchen

Alpha (α)-Teilchen sind kleiner als Atome, aber sehr schwer. Sie haben eine Masse, die viermal größer ist als die eines Wasserstoffatoms, und eine doppelte positive Ladung im Vergleich zur Ladung eines Elektrons.

Radioaktive Isotope und ihre Anwendungen

Radioaktive Isotope

Viele radioaktive Elemente und ihre Isotope haben nützliche Anwendungen. Sie sind eine wichtige Energiequelle und werden in der Medizin zur Heilung bestimmter Krankheiten eingesetzt.

Warum sind einige Isotope radioaktiv?

In den Kernen von radioaktiven Isotopen (Radioisotopen) finden Kernreaktionen statt, die zur Emission von Teilchen aus dem Atomkern führen.

Sind radioaktive Strahlungen gefährlich?

Alle Strahlungen können gefährlich sein und Moleküle zerstören.

Arten von Strahlung

• Strahlung α (Alpha)
• Strahlung β (Beta)
• Strahlung γ (Gamma) - die gefährlichste

Verwendung von Strahlung

In der Medizin

• Als Tracer: Radioaktive Elemente werden injiziert, um Körperstrukturen sichtbar zu machen.
• Strahlentherapie: Gammastrahlung wird eingesetzt, um Krebszellen abzutöten.