Was ist ein Kugelteilchenmodell?

Das Kugelteilchenmodell

• Das Kugelteilchenmodell ist ein stark vereinfachtes Modell des Aufbaus von Materie.
• In dem Model geht man davon aus, dass alle Materie aus Teilchen aufgebaut ist, die als harte Kugeln betrachtet werden - daher der Name Kugelteilchenmodell.
• In dem Modell sind alle Stoffe aus diesen harten Kugeln aufgebaut, wobei die Teilchen reiner Stoffe alle identisch sind und Teilchen anderer Stoffe eine andere Größe oder Masse aufweisen.
• Den genauen Aufbau der Teilchen betrachtet das Modell nicht. Unter dem Begriff Teilchen sind Moleküle, Atome und Ionen zusammengefasst.
• Das Kugelteilchenmodell wird dazu verwendet, einige physikalische und chemische Eigenschaften von Stoffen einfach und anschaulich zu erklären. Es dient beispielsweise zur Erklärung von Aggregatzuständen (über die Bindung der Teilchen untereinander), von Temperatur und absolutem Nullpunkt (Bewegung der Teilchen), von Brownscher Molekularbewegung und Diffusion, von Druck und Komprimierbarkeit (verhalten von Teilchen in einem geschlossenen Volumen).
• Um Vorhersagen für das Verhalten von Stoffen zu treffen, ist das Modell allerdings viel zu ungenau.

Das ist erst der Anfang - die Entwicklung der Atommodelle

• Das Teilchenmodell wurde bereits etwa 400 v. Chr. entwickelt. Seitdem haben sich viele weitere Theorien zum Aufbau von Materie durchgesetzt.
• 1803 stellte Dalton die Theorie der Existenz von Atomen (nicht weiter teilbaren Teilchen) auf, aus denen Materie besteht und die spezifisch für jedes Element sind.
• Das 1903 entwickelte Thomsonsche Atommodell besagt, dass diese Atome aus gleichmäßig verteilten negativen und positiven Ladungen bestehen.
• Weiter spezifiziert wurde diese Theorie 1911 von Rutherford, der davon ausging, dass Atome aus einem positiven Kern bestehen, der fast die gesamte Atommasse ausmacht, und aus einer den Kern umgebenden Elektronenhülle.
• Bohr verfeinerte dieses Modell 1913, indem er postulierte, dass sich die Elektronen auf genau definierten Kreisbahnen um den Atomkern bewegen.
• In dem sehr gebräuchlichen Schalenmodell der Atomphysik wird diese Theorie noch einmal so vereinfacht, dass man davon ausgeht, dass sich die Elektronen auf Schalen um den Kern bewegen, wobei nur die äußerste Schale für die chemischen Eigenschaften des Elements verantwortlich ist.
• Das modernste Atommodell ist die Orbitaltheorie von 1928, die besagt, dass sich die Elektronen in Orbitalen befinden, die durch ihre Aufenthaltswahrscheinlichkeit gegeben sind - die Orbitale sind Lösungen der Schrödingergleichung aus der Quantenmechanik.