Bohrsches Atommodell und die anderen Atommodelle

Ergebnis: Das Modell von Thomson, auch Rosinenkuchenmodell genannt.

1. Eine positive Kugel mit eingebetteten Elektronen hat noch keinen Kern.
2. Das ist Thomsons Modell von 1904, das er nach seiner Entdeckung des Elektrons aufstellte.

Ergebnis: Ein Atom hat einen winzigen, positiv geladenen Kern mit fast der ganzen Masse. Der Rest des Atoms ist fast leer.

1. Fast alle Alphateilchen flogen durch die Goldfolie: Das Atom ist fast leer.
2. Wenige prallten zurück: Masse und positive Ladung sitzen in einem winzigen Kern.

Ergebnis: Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Orbitalmodell.

1. Dalton: 1803, unteilbare Kugeln.
2. Thomson 1904, Rutherford 1911, Bohr 1913.
3. Das Orbitalmodell kam ab 1926 mit der Quantenphysik.

Ergebnis: Wenn ein Elektron von einer äusseren auf eine innere Bahn springt.

1. Auf einer erlaubten Bahn strahlt das Elektron nichts ab.
2. Beim Sprung nach innen wird Energie frei, sie geht als Photon weg.

Ergebnis: ​$E_2=-3.40$ eV und $E_4=-0.85$ eV.

1. ​$E_2=-\frac{13.6\text{eV}}{4}=-3.40$ eV
2. ​$E_4=-\frac{13.6\text{eV}}{16}=-0.85$ eV

Ergebnis: 2.55 eV, Wellenlänge etwa 486 nm (türkis).

1. ​$E_4=-0.85$ eV, $E_2=-3.40$ eV.
2. ​$E_{\text{Photon}}=-0.85-(-3.40)=2.55$ eV
3. ​$\lambda =\frac{1240}{2.55}\text{nm}\approx 486$ nm, also türkises Licht.

Ergebnis: Eine kreisende Ladung strahlt dauernd Energie ab. Das Elektron würde immer tiefer kreisen und in den Kern stürzen. Atome sind aber stabil.

1. Ein Elektron auf einer Kreisbahn ist eine bewegte, ständig umgelenkte Ladung.
2. Sie verliert durch Strahlung Energie und kommt dem Kern immer näher.
3. Nach kürzester Zeit gäbe es kein Atom mehr; das widerspricht der Beobachtung.

Ergebnis: 13.6 eV.

1. Im Grundzustand hat das Elektron −13.6 eV.
2. Ganz vom Kern gelöst hat es 0 eV.
3. Es braucht also 0−(−13.6)=13.6 eV.

Ergebnis: Die Energie 0 hat ein freies Elektron weit weg vom Kern. Ein gebundenes Elektron hat weniger Energie, also eine negative.

1. Man legt fest: Ein ganz vom Kern gelöstes Elektron hat die Energie 0.
2. Um ein gebundenes Elektron zu lösen, muss man Energie zuführen.
3. Vorher hatte es also weniger als 0, eine negative Energie.

Ergebnis: Nein. Es kann nur Photonen mit genau passender Energie aufnehmen, etwa 10.2 eV oder 12.09 eV; zum Lösen des Elektrons bräuchte es mindestens 13.6 eV.

1. Von n=1 nach n=2: −3.40−(−13.6)=10.2 eV.
2. Von n=1 nach n=3: −1.51−(−13.6)=12.09 eV.
3. 11.0 eV passt zu keinem Sprung und reicht nicht zum Ionisieren, also wird das Photon nicht aufgenommen, es fliegt weiter.

Ergebnis: 6 Linien.

1. Mögliche Sprünge von 4: nach 3, 2 und 1.
2. Von 3: nach 2 und 1. Von 2: nach 1.
3. Zusammen 3+2+1=6 verschiedene Sprünge, also 6 Linien.

Ergebnis: Etwa 122 nm. Das ist Ultraviolett, für das Auge unsichtbar.

1. ​$\lambda =\frac{1240}{10.2}\text{nm}\approx 122$ nm
2. Sichtbar ist Licht von etwa 380 nm bis 780 nm.
3. 122 nm ist kürzer, also ultraviolettes Licht.

Ergebnis: Etwa 0.48 nm, 9-mal so gross wie die erste Bahn.

1. ​$r_3=3^2\cdot 0.053\text{nm}=9\cdot 0.053\text{nm}\approx 0.48$ nm
2. ​$r_1=0.053$ nm, also $\frac{r_3}{r_1}=9$.