Die Entwicklung der Atommodelle und chemische Bindungen

Die Entwicklung der Atommodelle

Dalton-Atommodell

Dalton postulierte, dass Materie aus unteilbaren, festen, kugelförmigen Atomen besteht. Wissenschaftler haben dieses Modell im Laufe der Zeit immer präziser weiterentwickelt.

Thomson-Atommodell

Thomson beschrieb das Atom als eine positiv geladene, feste Kugel, in der Elektronen eingebettet sind.

Rutherford-Atommodell

Rutherford erkannte, dass das Atom größtenteils leer ist. Es besteht aus einem Kern, in dem sich die Protonen befinden, während die Elektronen auf kreisförmigen Bahnen um den Kern kreisen.

Bohr-Atommodell

Bohr verbesserte das Modell von Rutherford, indem er festlegte, dass Elektronen den Kern nur auf bestimmten kreisförmigen Bahnen mit festgelegten Energieniveaus umkreisen.

Aktueller Aufbau des Atoms

Heute wissen wir, dass sich im Kern neben Protonen auch Neutronen befinden. Neutronen besitzen nahezu die gleiche Masse wie Protonen, sind jedoch elektrisch neutral.

1. Der Atomkern

Der Kern besteht aus Protonen (positive Ladung, Masse ca. 1,67 x 10⁻²⁷ kg) und Neutronen (keine elektrische Ladung, Masse nahezu identisch mit Protonen).

2. Die Elektronenhülle

Die Hülle besteht aus Elektronen, die sich in bestimmten Orbitalen mit spezifischer Energie aufhalten. Da Elektronen eine etwa 2000-mal geringere Masse als Protonen haben, ist die Masse des Atoms fast vollständig im Kern konzentriert.

Atomvolumen und Kennzahlen

Das Atomvolumen ist etwa 100.000-mal größer als das Volumen des Kerns, was bedeutet, dass das Atom größtenteils aus leerem Raum besteht.

• Ordnungszahl (Z): Bestimmt die Anzahl der Protonen. Ein neutrales Atom besitzt gleich viele Protonen wie Elektronen.
• Massenzahl (A): Die Summe aus Protonen und Neutronen im Kern.
• Isotope: Atome desselben Elements (gleiche Ordnungszahl Z), die sich in ihrer Massenzahl (A) unterscheiden.
• Atommasse: Da Kilogramm zu unhandlich sind, wird die atomare Masseneinheit (u) verwendet. 1 u entspricht einem Zwölftel der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms.

Chemische Bindungen

Atome können sich miteinander verbinden. Es gibt drei Hauptarten chemischer Bindungen:

Ionische Bindung

Ein Atom gewinnt oder verliert Elektronen und wird zu einem Ion:

• Verlust eines Elektrons: Positives Ion (Kation).
• Gewinn eines Elektrons: Negatives Ion (Anion).

Die Bindung entsteht durch die elektrostatische Anziehung zwischen positiven und negativen Ionen.

Metallische Bindung

Dies ist die Bindung zwischen Metallatomen, bei der die Atome in positive Ionen umgewandelt werden und ein geordnetes Kristallgitter bilden.