Atommodelle
Wir werden nun versuchen, die bisherigen experimentellen Befunde aus der Atomspektroskopie und dem Franck-Hertz-Versuch durch adäquate Atommodelle zu beschreiben.
Rutherfords Ergebnisse
Rutherford konnte mit Hilfe seiner Streuexperimente (vgl. Kap. Kernphysik) ein relativ einfaches Modell vom Atom präsentieren. Danach besteht jedes Atom aus einem Kern mit der positiven Ladung $Z\cdot e$ ($Z$ ist die Ordnungszahl im Periodensystem), welcher fast die gesamte Masse des Atoms ausmacht. Die Elektronen umkreisen den Kern und bilden eine sogenannte Elektronenhülle.
Motivation für neue Atommodelle
Merke
Mit den Aussagen Rutherfords wird aber die Struktur des Atoms nur grob beschrieben. Wenn man in die Details geht, entstehen folgende Widersprüche:
- Ein kreisendes Elektron stellt nach den elektromagnetischen Prinzipien eine beschleunigte Ladung dar, die Energie abstrahlen und somit durch Energieverlust in den Kern stürzen müsste. Dadurch wäre aber Materie sehr kurzlebig, was der Beobachtung widerspricht!
- Die Energiezustände eines Elektrons hätten aufgrund eines beliebig möglichen Abstandes des Elektrons zum Kern einen kontinuierlichen Charakter. Doch die Atomspektroskopie liefert die Aussage, dass die Energiezustände diskret sind.
N. Bohr versuchte diese Widersprüche zu beseitigen, indem er seine berühmten Bohrschen Postulate formulierte. Somit entstand das Bohrsche Atommodell, mit dem wir uns im folgenden Abschnitt ausführlich beschäftigen werden.
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