Atombau

1. Atombau Atome bestehen aus noch kleineren Bestandteilen, den sog. Elementarteilchen Atomhülle aus mehreren Schalen Atomkern Alle Materie ist aus den gleichen Elementarteilchen aufgebaut

2. Grundlegende Versuche Wie kommt man zur Ansicht, Atome bestehen aus Elementarteilchen, aus Kern und Hülle und die Hülle aus verschiedenen Schalen? 1. Versuch: Atome bestehen aus Elementarteilchen - a-Strahlung + Ladung keine Ladung c-Strahlung b-Strahlung - Ladung + Atome sind teilbar und bestehen aus mind. 3 verschiedenen Teilchen

3. Kern und Hülle Wenn a-Strahlung durch eine Goldfolie hindurch geht (ohne diese zu zerstören, müssen grosse Zwischenräume bestehen. Atome bestehen aus einem Kern und einer grossen Leere

4. Aufbau der Atomhülle Absorption Emission

5. Erklärungsversuch

6. Atomgröße Öl ist hydrophob und mischt sich praktisch nicht mit Wasser Ein einzelner Öltropfen verteilt sich gleichmässig auf der Wasseroberfläche Höhe der Scheibe = Länge eines Ölmoleküls Öltröpfchenversuch: 1 ml Öl in 99 ml Benzin Ein Ölmolekül besteht aus 18 Kohlenstoffatomen 100 Tropfen Mischung = 1 ml 1 Tropfen Mischung wird auf das Wasser gegeben Benzin verdampft. Zurück bleibt das Öl Welchen Durchmesser besitzt ein Kohlenstoffatom ? Der Ölfleck wird gemessen Die Höhe der entstehenden Scheibe wird berechnet

7. Messung der Atomgrösse Durchmesser Höhe Die berechnete Höhe entspricht der Länge eines Ölmoleküls (d.h. 18 Atome Kohlenstoff)

8. Atommodell nach Niels Bohr Schale Nr Unterschale K 1 1s L 2 2s 2p M 3 3s 3p 3d N 4 4s 4p 4d 4f etc. eZn = 2 ·n2

9. Widerspruch Wenn Elektronen wie Satelliten um den Atomkern kreisen würden, Müssten sie irgendwann in den Atomkern stürzen Das tun sie aber nicht!!

10. Atomorbitale s-Orbitale p-Orbitale d-Orbitale

11. Energiniveau Das s-Orbital der 4ten Schale ist energetisch tiefer als das d-Orbital der 3ten Schale 4s 3. Schale 3d 4. Schale

12. Energiniveau 2 Ab der 3. Schale überlagern sich die Schalen

13. Hundsche Regel Bei Atomorbitalen gleicher Energie (z.B. den 3p-Atomorbitalen) wird jedes Orbital zuerst nur mit einem einzigen Elektron besetzt (geringere Wechselwirkungen!) HUND'sche Regel

14. Isotope Die meisten Elemente kommen mit unterschiedlicher Neutronenzahl In der Natur vor. Beispiel: die Isotope des Elements Sauerstoff Man unterscheidet total rund 1500 verschiedene Isotope

15. Das Periodensysten farb- und geruchlose Gase, die mit anderen Stoffen kaum reagieren: Edelgase 2 10 18 36 3 11 19 37 weiche Metalle, die an der Luft oxidieren und mit Wasser heftig reagieren: Alkalimetalle 4 12 20 38 härter als Alkalimetalle, verbrennen unter heller Flamme: Erdalkalimetalle 9 17 35 53 farbige, sehr reaktive Gase: Halogene

16. Das Periodensystem 2

17. Das Periodensystem 3