Atommodell - einfach erklärt

Das Atommodell nach Bohr

• Das Atommodell nach Bohr ist das wohl bekannteste Atommodell. 
• Der Ausgangspunkt ist das Atommodell nach Rutherford, das besagt, dass das Atom aus einem positiv geladenen Kern, der fast die gesamte Masse des Atoms ausmacht, und den ihn umgebenden negativ geladenen Elektronen besteht. 
• Bohr erweiterte diese Vorstellung um die sogenannten bohrschen Postulate. Diese sind notwendig, da nach der klassischen Elektrodynamik das Elektron als kreisende Ladung Energie in Form elektromagnetischer Wellen abgeben würde, damit Energie verloren ginge und das Elektron auf einer Spiralbahn in den Kern stürzen würde. Da dies in der Realität aber nicht geschieht, musste ein Modell entwickelt werden, das sich teilweise von der klassischen Mechanik und Thermodynamik entfernte. 
• Das erste bohrsche Postulat lautet: Ein Elektron kann sich nur auf bestimmten festgelegten Bahnen um den Kern bewegen. Auf diesen Bahnen behält das Elektron seine Energie. Diese Bahnen heißen "stationäre Zustände".
• Das zweite bohrsche Postulat besagt, dass ein Elektron von einem stationären Zustand in einen anderen springen kann. Dies nennt man "Quantensprung". Beim Quantensprung wird Licht abgegeben oder absorbiert. Die Frequenz des Lichtes wird bestimmt durch die Energiedifferenz zwischen den beiden stationären Zuständen. 

Die quantenmechanische Betrachtung - das Orbitalmodell

• Das Orbitalmodell ist das quantenmechanische Atommodell.
• Das Orbitalmodell basiert auf dem Schalenmodell, das besagt, dass die Elektronenhülle aus Schalen besteht, die von einer bestimmten Anzahl von Elektronen besetzt werden können. Eine Periode im Periodensystem der Elemente entspricht dabei einer Schale. 
• In der Quantenmechanik werden Elektronen durch Wellenfunktionen beschrieben. Das Betragsquadrat der Wellenfunktion entspricht der räumlichen Verteilung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Elektronen. Diese Räume heißen Orbitale. 
• Die Orbitale heißen s-, p-, d-, f- Orbitale.
• Das s-Orbital ist kugelförmig und in jeder Schale gibt es nur eines. Die p-Orbitale sind hantelförmig und es gibt pro Schale drei Stück, die in die drei Raumrichtungen orientiert sind. Pro Schale gibt es des Weiteren fünf d- und sieben f-Orbitale, die kompliziertere Formen haben. 
• Die Elektronen können in diesem Modell durch vier Quantenzahlen beschreiben werden: Die Erste beschreibt die Schale, die Zweite das Orbital, die Dritte den Drehimpuls des Elektrons und die Vierte seinen Spin. Zwei Elektronen im selben System dürfen nie in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen.