Hauptunterschied – Thomson- vs. Rutherford-Atommodell
Der Hauptunterschied zwischen dem Thomson- und dem Rutherford-Atommodell besteht darin, dass das Thomson-Atommodell keine Details über den Kern enthält, während das Rutherford-Atommodell den Kern eines Atoms erklärt. JJ Thomson war der Erste, der 1904 das subatomare Teilchen namens Elektron entdeckte. Das von ihm vorgeschlagene Modell wurde als „Plumpudding-Modell des Atoms“bezeichnet. Aber 1911 entwickelte Ernest Rutherford nach seiner Entdeckung des Atomkerns 1909 ein neues Modell für das Atom.
Was ist das Thomson-Atommodell?
Das Thomson-Atommodell wird Plum-Pudding-Modell genannt, weil es besagt, dass das Atom wie ein Plumpudding aussieht. Die einzigen bekannten Details über das Atom zu dieser Zeit waren:
- Atome bestehen aus Elektronen
- Elektronen sind negativ geladene Teilchen
- Atome sind neutral geladen
Da Elektronen negativ geladen sind, schlug Thomson vor, dass es eine positive Ladung geben sollte, um die elektrische Ladung des Atoms zu neutralisieren. Das Thomson-Atommodell erklärt, dass Elektronen in einem positiv geladenen festen Material eingebettet sind, das kugelförmig ist. Diese Struktur sieht aus wie ein Pudding mit darauf eingebetteten Pflaumen und wurde als Plumpudding-Modell des Atoms bezeichnet. Dies bewies die Annahme, dass ein Atom neutral geladen ist, da dieses Modell besagt, dass die negativen Ladungen der Elektronen durch die positive Ladung der festen Kugel neutralisiert werden. Obwohl dieses Modell bewies, dass Atome neutral geladen sind, wurde es nach der Entdeckung des Atomkerns verworfen.
Abbildung 01: Thomson-Modell des Atoms
Was ist das Rutherford-Atommodell?
Nach dem Rutherford-Atommodell war das sogenannte Plumpudding-Modell von Thomson falsch. Das Rutherford-Atommodell wird auch Kernmodell genannt, weil es Details über den Kern eines Atoms liefert.
Das berühmte Experiment namens „Rutherford-Goldfolien-Experiment“führte zur Entdeckung des Kerns. In diesem Experiment wurden Alphateilchen durch eine Goldfolie bombardiert; Sie sollten direkt durch die Goldfolie gehen. Aber anstatt direkt einzudringen, drehten sich Alpha-Teilchen in verschiedene Richtungen.
Abbildung 02: Rutherford-Goldfolienexperiment Oben: Erwartete Ergebnisse (gerades Eindringen) Unten: Beobachtete Ergebnisse (Ablenkung einiger Partikel)
Dies weist darauf hin, dass sich in dieser Goldfolie etwas Festes mit einer positiven Ladung befindet, das eine Kollision mit Alphateilchen verursacht. Rutherford nannte diesen positiven Kern Kern. Dann schlug er das Kernmodell für das Atom vor; es bestand aus einem positiv geladenen Kern und negativ geladenen Elektronen, die den Kern umgaben. Er schlug auch vor, dass sich Elektronen in bestimmten Abständen in Orbitalen um den Kern befinden. Dieses Modell wird auch Planetenmodell genannt, weil Rutherford vermutete, dass sich Elektronen ähnlich wie die Planeten um die Sonne um den Kern herum befinden.
Nach diesem Modell
- Das Atom besteht aus einem positiv geladenen Zentrum, das Kern genannt wird. Dieses Zentrum enthielt die Masse des Atoms.
- Elektronen befinden sich außerhalb des Kerns in Orbitalen in beträchtlicher Entfernung.
- Die Zahl der Elektronen ist gleich der Zahl der positiven Ladungen (später Protonen genannt) im Kern.
- Das Volumen des Kerns ist im Vergleich zum Volumen des Atoms vernachlässigbar. Daher ist der größte Teil des Atomraums leer.
Aber auch dieses Atommodell von Rutherford wurde verworfen, weil es nicht erklären konnte, warum sich die Elektronen und die positiven Ladungen im Kern nicht anziehen.
Abbildung 03: Rutherford-Modell des Atoms
Was ist der Unterschied zwischen dem Thomson- und dem Rutherford-Atommodell?
Thomson- vs. Rutherford-Atommodell |
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| Das Thomson-Atommodell ist das Modell, das besagt, dass Elektronen in einem positiv geladenen festen Material eingebettet sind, das kugelförmig ist. | Das Rutherford-Atommodell ist das Modell, das erklärt, dass sich im Zentrum des Atoms ein Kern befindet und sich Elektronen um den Kern herum befinden. |
| Nukleus | |
| Das Thomson-Atommodell gibt keine Details über den Kern an. | Rutherford-Atommodell liefert Details über den Kern eines Atoms und seine Position innerhalb des Atoms. |
| Ort der Elektronen | |
| Nach dem Thomson-Atommodell sind Elektronen in einem festen Material eingebettet. | Rutherford-Modell besagt, dass sich Elektronen um den Kern herum befinden. |
| Orbitale | |
| Thomson-Modell des Atoms gibt keine Details über Orbitale an. | Rutherford-Atommodell erklärt Orbitale und dass sich Elektronen in diesen Orbitalen befinden. |
| Masse | |
| Das Thomson-Atommodell erklärt, dass die Masse eines Atoms die Masse eines positiv geladenen Festkörpers ist, in dem Elektronen eingebettet sind. | Nach dem Atommodell von Rutherford ist die Masse eines Atoms im Kern des Atoms konzentriert. |
Zusammenfassung – Thomson- vs. Rutherford-Atommodelle
Thomson- und Rutherford-Atommodelle waren die frühesten Modelle zur Erklärung der Struktur eines Atoms. Nach der Entdeckung des Elektrons durch J. J. Thomson schlug er ein Modell vor, um die Struktur des Atoms zu erklären. Später entdeckte Rutherford den Kern und führte ein neues Modell ein, das sowohl Elektron als auch Kern verwendet. Der Hauptunterschied zwischen dem Thomson- und dem Rutherford-Atommodell besteht darin, dass das Thomson-Atommodell keine Details über den Kern enthält, während das Rutherford-Atommodell den Atomkern erklärt.
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