Liste der Atommodelle

Ein Atommodell ist eine Vorstellung von den Atomen, die gemäß der Atomhypothese des Altertums als die unveränderlichen Grundbausteine aller materiellen Stoffe angesehen wurden. Die Atomhypothese konnte sich zunächst nur auf die philosophische Bevorzugung eines Teilchenmodells gegenüber der Hypothese der unendlich fortsetzbaren Teilbarkeit der Materie stützen. Auch sollten die unterschiedlichen Eigenschaften der materiellen Stoffe auf die Kombinationsmöglichkeiten einiger weniger Arten von Atomen zurückgeführt werden. Erst ab Anfang des 19. Jahrhunderts zeigten sich in der Chemie und der Physik naturwissenschaftliche Hinweise auf die wirkliche Existenz der Atome: Das Atom wurde als kleinste Einheit eines chemischen Elements definiert, und das Verhalten von Gasen konnte nach der kinetischen Gastheorie vollständig aus der ungeordneten Bewegung einer Vielzahl gleicher Moleküle, die jeweils aus wenigen Atomen bestehen, erklärt werden. Als Atommodell genügte hierbei die Vorstellung einer kleinen Kugel von ca. 0,1 nm Durchmesser und 10−26 kg Masse. In dieser Form hatte sich Ende des 19. Jahrhunderts die Atomhypothese weitgehend durchgesetzt, als neue Beobachtungen mit Elektronenstrahlen und radioaktiven Stoffen zeigten, dass diese Atome selber aus kleineren Teilchen bestehen. Die Erklärung ihres komplizierten inneren Aufbaus führte 1925 zur Quantenmechanik, deren Atommodelle vorrangig als mathematische Aussagen formuliert sind. Auf die Frage, wie man sich denn ein Atom nun vorzustellen habe, antwortete Werner Heisenberg, einer der Schöpfer der Quantenmechanik: „Versuchen Sie es gar nicht erst!“

Die folgende, chronologisch geordnete Liste gibt einen Überblick. Wichtige Modelle haben Hauptartikel. Aktuell gebräuchliche sind auch im Artikel Atom im Zusammenhang dargestellt.

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Modelle des Atomkerns

1949

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Das Schalenmodell beschreibt den Atomkern in enger Analogie zum Orbitalmodell der Atomhülle.

1936

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Das Tröpfchenmodell beschreibt den Atomkern als Tröpfchen einer elektrisch geladenen Flüssigkeit.

Rundfunk, Film & Fernsehen

Rundfunk:
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Auf ABC ist das von Walt Disney präsentierte Fernsehspecial Unser Freund das Atom (Our Friend The Atom) zu sehen. Der Film, der sich an Schüler der Sekundarstufe richtet, führt im Sinne der Eisenhower-Administration in die Grundlagen der Atomtheorie und Nukleartechnik ein. Weiters ist der deutsche Physiker Heinz Haber zu sehen.

Sonstige Ereignisse

1928

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Im Thomas-Fermi-Modell wird die Elektronenhülle pauschal als ein Fermi-Gas beschrieben, das in dem Potentialtopf eingeschlossen ist, der von der Coulomb-Anziehung durch den Kern herrührt.

1928

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Nach dem Orbitalmodell besteht das Atom aus einem Kern, der von Elektronen in Orbitalen umgeben ist. Die Form der Orbitale ist durch die räumliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen gegeben. Im strengen Sinn ist ein Orbital eine stationäre Lösung der quantenmechanischen Schrödingergleichung (ein Energiezustand eines Elektrons).

1916

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Das bohr-sommerfeldsche Atommodell ist eine Erweiterung des bohrschen Atommodells, in dem auch bestimmte Ellipsenbahnen um den Atomkern zugelassen sind.

1913

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Nach dem bohrschen Atommodell besteht das Atom aus einem positiv geladenen, massetragenden Kern und Elektronen, die diesen auf bestimmten Bahnen umkreisen, ohne Energie abzustrahlen.

1911

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Nach dem rutherfordschen Atommodell besteht das Atom aus einem positiv geladenen Atomkern, der nahezu die gesamte Masse des Atoms beinhaltet, und einer Atomhülle aus Elektronen.

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Weiterführende Informationen

Literatur

  • Károly Simonyi: Kulturgeschichte der Physik. Harri Deutsch, Thun, Frankfurt a. M. 1995, ISBN 3-8171-1379-X.
  • Helge Kragh (Oct. 2010): Before Bohr: Theories of atomic structure 1850-1913. RePoSS: Research Publications on Science Studies 10. Århus: Department of Science Studies, University of Aarhus. url: http://www.ivs.au.dk/reposs.
  • Philipp Bohr: Physik. Lehrbuch für die Oberstufe. 2006, ISBN 978-3-8334-5041-9.