Das einfache Atommodell

Wir Menschen, alle Tiere und Pflanzen, mithin die Welt um uns herum und das gesamte unendlich weite Universum, ist aus kleinsten Bausteinen aufgebaut. Diese kleinsten Bausteine, aus dem alles besteht (alle Elemente und Stoffe), werden als Atome bezeichnet.

Nehmen wir z. B. das Atom des chemischen Elements Wasserstoff (Symbol H = lateinsich Hydrogenium). Im Periodensystem steht das Element Wasserstoff in der 1. Periode und in der 1. IUPAC-Gruppe).

Das Wasserstoffatom ist das am einfachsten aufgebaute Atom und kann daher gut beschrieben und verstanden werden.

Es besteht im Atomkern aus einem Proton und einem Neutron. Dieser Atomkern wird von einem sog. Elektron umkreist, das die Atomhülle bildet.

Atome sind im Normalfall elektrisch neutral, da sie genauso viele Protonen wie Elektronen besitzen. Die Ladungen gleichen sich also gegenseitig aus.

In der Mitte des Wasserstoffatoms befindet sich der sog. positiv geladene Atomkern, der aus einem Proton und einem Neutron besteht. Dieser Atomkern wird von einem negativ geladenen Elektron umkreist. Atomkern und Elektron sind durch ihre entgegengesetzte elektrische Ladung „aneinnander“ gebunden (atomare Bindungskraft).

Ich stelle mir folgendes und stark vereinfachtes Bild vom Wasserstoffatomkern ungefähr so vor.

Man denkt sich ein Wasserstoffatomkern in der Größe einer normalen Apfelsine. In etwa fünf Kilometer Entfernung
wird diese Apfelsine von einem Kirschkern derart schnell umkreist (ca. sieben Milliarden Umdrehungen pro Sekunde), dass dabei eine Schale gebildet wird (die sog. Atomhülle).

Das Wasserstoffatom besteht in der Tat mehr oder weniger aus leerem Raum. Der Atomkern nimmt davon ein Hundertbillionstel ein.

Diese Vorstellung von mir entspricht in etwa dem Atommodell von Niels Bohr, einem dänischen Physiker (Niels Henrik David Bohr, geb. 07.Okt.1885 in Kopenhagen, gest. 18.Nov.1962), welches aber aus der Sicht des heute anerkannten quantenmechanischen Atommodells nur eine Zwischenstation bei der Modellentwicklung darstellt. Das oben dargestellte Atommodell ist dennoch sehr lehrreich, weil leicht zu verstehen.

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Kommentare zu "Das einfache Atommodell"

Re: Das einfache Atommodell

Autor: Michael Dierl   Datum: 11.02.2025 17:19 Uhr

Kommentar: Hi, ja, das erinnert doch an meinen über alles geliebten Physiklehrer der es jedem recht machen wollte. Ich weiß noch wie ich einmal über einer Aufgabe (Klassenarbeit) hockte und ich einen Blackout hatte. Unser Klassenlehrer war damals ein schon ältere Mann aber eine Seele von Mensch. Irgendwann ist ihm aufgefallen dass ich schon längere Zeit grübelte. Da kam er zu mir sah mein Problem und überlegte wir er mich auf einen grünen Zweig bringen konnte ohne Verrat zu üben. Dann legte er mir Fragen in den Mund und auf einmal klingelt es bei mir, weil ich einen Denkfehler hatte. Ja, er wollte es jeden Recht machen. Einmal erzähle er von einem Vorfall an einer Roten Ampel die er laut Zeugenaussage überfahren hätte. Im Gerichtssaal erklärte er dann dem Richter, der davon absolut NULL Ahnung hatte an Hand einer Berechnung, dass er nur eine Sekunde der Schaltung von Grün nach Rot keine Rotphase überfahren hätte und berechnette die durchschnittliche Wahrnehmung und Reaktionszeit der Passanten, die technischen details einer Ampelschaltung die Beschleunigung seines Fahrzeuges etc. Die Berechnung war eine Art Triumph die er uns an der Tafel minutös darlegte und meinte danach dass sie Physik immer lohne zu lernen. Man kann sogar 3 Punkte in Flensburg sparen und um eine saftige Geldstrafe herumkommen. Ich war echt platt was der drauf hatte. Ein Schüler unserer Klasse suchte ihn mal privat auf. Er sprach davon, dass er unseren Physiklehrer in einer hölzernen Badewanne sitzend mitten im Garten antraf. Er war ein schon seltsamer Vogel und erinnerte mich an den verrückten Professor von "Zurück in die Zunkunft! Seine Nachbarn ärgerte er damit, dass er meist nackt in seinem Garten herum lief wenn schönes Wetter war oder auch nur mit Gummistiefeln bekleidet Rasen Schnitt. Tja, jedem das seine :-)))

Haste schön erklärt! Bekommst von mir eine 1+ :-))

lg Michael

Re: Das einfache Atommodell

Autor: Heiwahoe   Datum: 12.02.2025 17:45 Uhr

Kommentar: Hallo Michi!

Wenn eine Sache zu kompliziert wird, dann sollte man den Versuch machen, sie zu vereinfachen. Das hilft einem dabei, vielleicht die Grundlagen besser zu verstehen.

Die Natur ist in ihrer Beschaffenheit sehr komplex und eigentlich für viele Menschen nur schwer zu verstehen, was auch für die Quantenphysik zutrifft (die Welt des Allerkleinsten). Anhand des Wasserstoffatoms z. B. konnte ich mir zumindest eine kleine Vorstellung davon machen, wie ein einfaches Atom aufgebaut ist, obwohl es nach moderner Auffassung der Quantenmechanik völlig anders ist.

Als ich auf das Elektron stieß, war ich verblüfft darüber, dass ein so kleines Elementarteilchen eine so unbändige Kraft entwickeln kann, besonders dann, wenn es in großen Mengen auftritt, wie in einem Blitz beispielsweise. Woher nimmt dieses Teilchen die Energie und woher weiß es, wie es sich zu verhalten hat?

Manchmal denke ich wirklich, dass alles um mich herum magischen Ursprungs ist, auch deshalb, weil alles eigentlich nur aus leerem Raum besteht, aber trotzdem fest und kompakt wirkt.

Gruß

Heiwahoe

Re: Das einfache Atommodell

Autor: Michael Dierl   Datum: 12.02.2025 18:43 Uhr

Kommentar: Hi, Heiwahoe, wie schon H. Lesch gesagt hat. Das alles, wie auch in seinem Beispiel mit der Kamera, in Bewegung ist. Es gibt auf Atomarer Ebene kein Stillstand. Nur weil die Bindungskräfte so extrem stark sind bleiben Dinge zusammen. Bindungskräfte verhalten sie bei z.B. unterschiedlichen Materialen dann etwas anderes wenn man z.B. Matereialien mischt. Wie Gold und Quecksilber. Gold geht dann eine komplette Verbindung von Quecksilber ein. d.h. dass das Quecksilber das Gold völlig "auflöst" dabei aber nur in Wahrheit die Elektronen austauscht. Wie genau müßte ich jetzt auffrischen. Wenn man diese Verbingung wieder trennen wollte müßte man es sehr starkt erhitzen dann bliebe dann nur noch das Gold übrig. Das Quecksilber würde verdampfen, weil Quecksilber in wärmen zustand flüchtig ist. d.h. ab ich glaube noch zu wissen bei 300° komplett verdampft. Verdamfen tut dann auch das Atom und die Elektronen des Quecksilbers. Nur ob sie sich in NICHTs auflösen glaube ich nicht. Sie werden wohl mit dem Sauerstoff reagieren. Aber das weiß ich nicht genau. Ich war in Chemi leider nicht so gut!

lg Michael

Re: Das einfache Atommodell

Autor: Heiwahoe   Datum: 13.02.2025 9:08 Uhr

Kommentar: Hallo Michi!

Am Anfang war der Wasserstoff

Am Anfang war der Wasserstoff. Das beschrieb mal so anschaulich der verstorbene Prof. für Psychiatrie und Neurologie Hoimer von Ditfurth in einem gleichnamigen Buch, das er veröffentlichte hat und sehr populär wurde.

Es gebe in der Natur Spuren der Wirksamkeit von Verstand, lange bevor Gehirne existierten. Es gebe Intelligenz in der Natur, ohne daß dafür ein Gehirn nötig sei, das sie beherbergt. Geist, Phantasie und Zielstrebigkeit habe es in der Natur von Anfang an gegeben. Nur deshalb konnte Leben, konnten Gehirne und letztlich das Bewußtsein entstehen. Es gebe lern-analoges oder intelligenz-analoges Verhalten (siehe Konrad Lorenz) bei sehr einfachen Organismen.

Warum die Materie sich zu immer höheren Formen (auch von Leben) entwickelt und dabei ihre Eigenschaften ändert, wissen wir nicht. Es ist einfach so, was wir hinnehmen müssen.

Daß der Anfang möglich war, bleibt für uns Menschen wohl immer ein Geheimnis.– Worin aber diese Regeln (also vom Anfang selbst und der Weiterentwicklung von allem danach) selbst gründen, warum sie (also die Regeln auch in der Natur) so und nicht anders lauten, und wie es zugeht, daß das scheinbar so einfach gebaute Wasserstoffatom die Möglichkeiten eines ganzen Universums enthalten hat, auf diese Fragen kann die Naturwissenschaft keine Antwort geben. Sie kann es so wenig, wie wir die Frage beantworten können, was wir vor unserer Geburt gefühlt haben oder wie Gott, den wir hinter allem vermuten, entstanden ist oder möglich wurde (hat sich Gott oder der Geist der Schöpfung selbst erschaffen?).

Wir Menschen werden es wohl in dieser Dimension von Zeit und Raum nie erfahren.

(c)Heiwahoe

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