Ideale Gasgesetze und Atomtheorien

Ideale Gasgesetze

Allgemeine Gasgleichung

p × V = n R × T

Kinetische Gastheorie

Gasmoleküle haben kein Volumen, bewegen sich zufällig mit einer mittleren Geschwindigkeit v, die von der Temperatur abhängt, und kollidieren elastisch miteinander und mit den Wänden des Behälters, was Druck erzeugt.

Boyle-Mariottes Gesetz

p₁ × V₁ = p₂ × V₂
Bei konstanter Temperatur ist das Volumen eines Gases umgekehrt proportional zu seinem Druck.

Gay-Lussacs Gesetz

Bei konstantem Druck ist das Volumen eines Gases direkt proportional zu seiner absoluten Temperatur.
Bei konstantem Volumen ist der Druck eines Gases direkt proportional zu seiner absoluten Temperatur.

Daltonsches Gesetz

Der Gesamtdruck eines Gasgemisches ist gleich der Summe der Partialdrücke der einzelnen Gase.

Amagatsches Gesetz

Das Gesamtvolumen eines Gasgemisches ist gleich der Summe der Teilvolumina der einzelnen Gase.

Atomtheorien

Experimentelle Abweichungen von Atomtheorien

Im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert wurden Beweise für die Teilbarkeit des Atoms in zwei Arten von Experimenten entdeckt:

• Elektrische Entladung durch Gase bei niedrigem Druck.
• Beschuss von Gasen und dünnen Metallfolien oder anderen Stoffen mit radioaktiven Teilchen.

Entdeckung subatomarer Teilchen

• 1897: Joseph John Thomson entdeckt das Elektron.
• 1911: Ernest Rutherford nennt das Wasserstoffkernproton.
• 1932: James Chadwick entdeckt das Neutron.

Thomsons Atommodell

Das Atom ist eine Kugel mit positiver elektrischer Ladung, in die negative Elektronen eingebettet sind, um die positive Ladung zu neutralisieren.

Atomkern

• Ordnungszahl: Anzahl der Protonen.
• Massenzahl: Anzahl der Protonen plus Anzahl der Neutronen.
• Isotope: Atome mit gleicher Ordnungszahl, aber unterschiedlicher Massenzahl.
• Isobare: Atome mit gleicher Massenzahl, aber unterschiedlicher Ordnungszahl.
• Atomares Gewicht: Gewichteter Durchschnitt der Massen der Isotope eines Elements.

Rutherfords Atommodell

• Das Atom hat einen positiven Kern, in dem fast die gesamte Masse konzentriert ist.
• Die negativen Elektronen umkreisen den Kern auf konzentrischen Kreisbahnen.
• Es gibt einen großen leeren Raum im Atom, und sein Kern ist etwa 10.000 Mal kleiner als das Atomvolumen.
• Das Atom ist elektrisch neutral.