Liste der Atommodelle
Ein Atommodell ist ein Modell, das man vom Aufbau der Atome hat.
Die Modelle der Atomphysik konnten im Laufe der Zeit immer exakter die Beobachtungen berechnen und erklären, wurden aber auch komplizierter. Heute ist man in der Lage, Atome mit Hilfe der Quantenmechanik sehr genau zu beschreiben.
Geschichte
Die ersten Atomvorstellungen stammen von den Vorsokratikern Leukipp und Demokrit. Sie konnten sich jedoch gegen die Vorstellung einer kontinuierlicher Materie nicht durchsetzen.
Erste experimentelle Hinweise auf Atome gabs erst Ende des 18. Jahrhunderts, als John Dalton sein Gesetz der multiblen Proportionen fand. Es gab zu der Zeit jedoch noch keine experimentell gestützte Vorstellung davon, wie Atome aufgebaut seien. Man stellte sich die Atome als unteilbare Grundbausteine vor, über deren Eigenschaften man aber noch nicht viel wusste.
Als Josef John Thomson 1897 entdeckte, dass die Kathodenstrahlung aus geladenen Teilchen besteht, die aus den Atomen kommen, musste die Idee vom unteilbaren Atom aufgegeben werden. Man kann offenbar Teilchen, die man Elektronen nennt aus dem Atom herauslösen. Ebenfalls durch Experimente mit Kathodenstrahlung motiviert entwickelte Philipp Lenard 1903 das Dynamidenmodell, dass sich jedoch nicht durchsetzen konnte.
1911 entdeckte Ernest Rutherford in Streuversuchen mit Alpha-Strahlung, dass die Atome zum größten Teil aus Nichts bestehen und die Materie in sehr kleinen Kernen konzentriert ist. Aus dieser Erkenntnis entwickelte er das nach ihm benannte Atommodell.
Zwei Jahre später entwarf Niels Bohr ein Modell, mit dem er in der Lage war, die Energien der Elektronen mit überraschender Genauigkeit zu erklären. Dieses Modell wies den Weg in die Quantenmechanik und teilte den Elektronen erstmals feste Bahnen zu, auf denen sie sich bewegen sollten. Das Modell hat Bohr später gemeinsam mit Arnold Sommerfeld erweitert. Seit dem hat die Entwicklung der Atommodelle die Entwicklung der Quantenmechanik angestoßen und vorangebracht.
Moderne Modelle basieren stets auf der Quantenmechanik. Das heute wichtigste Modell ist wohl das Orbitalmodell.
Moderne Anwendung von Modellen
Obwohl atomare Eigenschaften heute in der Regel quantenmechanisch berechnet werden werden noch verschiedene Modelle zur Veranschaulichung atomarer Vorgänge verwendet. So wird das Orbitalmodell oft aus didaktischen Gründen zu dem Kugelwolkenmodell vereinfacht. In der Gastheorie werden Atome oft als punktförmige Partikel ohne innere Struktur (ideales Gas) oder als Kugeln mit festem Volumen und gegenseitiger Anziehung (Van-der-Waals Gas) angenähert.