Chemie: Erklärung so richtig?
Nach dem Atommodell von Dalton sind Bleiatome schwerer als Natriumatome mit dem Kern-Hülle-Modell kann man das genauer erklären. Formuliere eine solche Erklärung.
ich musste zu der obigen Aufgabe eine Erklärung schreiben und wollte wissen, ob das chemisch richtig ist. /
2 Antworten
Moin,
puh... Das ist aber eine ziemlich haarsträubende Aufgabe.
Zunächst einmal: Deine Antwort reicht völlig aus, auf dem Niveau, auf dem diese Aufgabe offenbar gestellt wurde. Insofern kannst du das so lassen.
Wenn du das aber alles etwas genauer wissen willst, dann gibt es gewisse Probleme zu bedenken, die eine Antwort kompliziert machen.
Da ist zunächst einmal Daltons Atomhypothese.
Dalton ging 1808 davon aus, dass alle Atome eines Elements untereinander gleich seien. Und er ging davon aus, dass sich die Atome eines Elements in ihrer Masse (und Größe) von denen anderer Elemente unterschieden. Das heißt, er glaubte daran, dass alle Wasserstoffatome untereinander gleich seien und auch, dass alle Goldatome untereinander gleich sind. Aber Wasserstoff- und Goldatome unterscheiden sich in Größe und Masse.
Er wusste dabei nichts von Elektronen, nichts von Protonen und erst recht nichts von Neutronen. Diese Atombausteine wurden nämlich erst später entdeckt (Elektronen 1897, Protonen 1919 und Neutronen sogar erst 1932).
Was Dalton konnte, waren Massen von Stoffportionen zu bestimmen. Er konnte die Dichte berechnen und er kannte die chemischen Grundgesetze (das »Gesetz zur Erhaltung der Masse«, das »Gesetz der konstanten Proportionen« und das von ihm selbst aufgestellte »Gesetz der multiplen Proportionen«).
Was Dalton aber außerdem noch nicht wusste, das war die Anzahl von Atomen, die es in einem Mol einer Stoffportion gibt, denn diese Zahl wurde erst 1865 bestimmt (obwohl die Erkenntnis, dass bei gleichem Druck und gleicher Temperatur in gleichen Volumina von Gasen stets die gleiche Anzahl von Teilchen enthalten ist, bereits seit 1811 durch die Arbeiten von Avogadro vorlag).
Wie konnte Dalton also ohne all diese wichtigen Erkenntnisse die Masse von den Atomen bestimmen?
Nun, er wog die Massen von eingesetzten Reaktionspartnern vor und nach einer chemischen Reaktion, setzte das alles in Relation zu den Dichten und legte willkürlich die Masse eines Reaktionspartners (Wasserstoff) mit 1 fest.
Damals wurde als Einheit lange Da (nach Dalton benannt) benutzt. Erst später führte man dafür die atomare Masseneinheit u (von Unit) ein.
Damit, dass Dalton die Masse eines Reaktionspartners festlegte, konnte er im Verhältnis dazu die Massen von anderen Reaktionspartnern bestimmen. Er legte eine (aus heutiger Sicht ziemlich ungenaue) Liste von 14 Elementen mit ihren Massen vor.
Prout bemerkte dann, dass viele Atommassen ganzzahlige Vielfache von der Masse des Wasserstoffs wären. Darum glaubte er, dass Wasserstoff die „Ursubstanz sei, aus der sich alle anderen Elemente zusammensetzen würden. Dort, wo die Massen keine ganzzahligen Vielfachen der Wasserstoffmasse ergaben, glaubte Prout, dass genauere Messungen schon noch zeigen würden, dass auch sie ganzzahlige Vielfache der Masse von Wasserstoff wären.
Die genaueren Messungen von Berzelius und Stas zeigten dann, dass die Abweichungen korrekt waren und Wasserstoff nicht die „Ursubstanz” aller Elemente sein konnte.
Du siehst, wie kompliziert das alles ist, wenn man allein Dalton und seine Atomhypothese genauer durchleuchtet.
Aber nun kommt auch noch das Kern-Hülle-Modell ins Spiel. Das Problem hier ist, dass die ursprüngliche Version von Rutherford eine Erklärung für die Beobachtungen seiner Streuversuche darstellte.
Doch auch Rutherford wusste zunächst nur von der Existenz von Elektronen, als er 1911 sein Atommodell vorschlug. Er hatte anfangs noch keine Ahnung von Protonen oder Neutronen. Die Protonen entdeckte er dann selbst, aber erst 1919.
Ich will dich jetzt nicht noch weiter mit Details aus der Geschichte der Chemie belasten.
Aber du hast sicher schon gemerkt, dass die Aufgabenstellung eigentlich erst aus heutiger Sicht Sinn ergibt, da die Argumentation Erkenntnisse berücksichtigen soll, die erst viel später die Atommodelle von Dalton und Rutherford ausschmückten, die aber zu der Zeit ihrer Entstehung noch gar nicht vorhanden waren.
Natürlich konnte man auch erst nach der Entdeckung aller Atombausteine feststellen, welche Masse sie haben. Dabei stellte sich heraus, dass Protonen und Neutronen beide im Atomkern zu finden sind (weshalb man sie auch als Nukleonen - Kernbausteine - bezeichnet) und dass beide etwa die gleiche Masse (vereinfacht beide 1 u) haben, während die Elektronen in der Hülle vorkommen und ungefähr 1836-mal leichter als Protonen oder Neutronen sind. Darum lässt man sie bei der Betrachtung von Atommassen oft weg, weil man ja 1835 Elektronen bräuchte, um gerade einmal auf die Masse eines Protons oder Neutrons zu kommen.
Aber von all dem hatten weder Rutherford und schon gar nicht Dalton auch nur den Hauch einer Ahnung, als sie ihre jeweiligen Atommodelle vorstellten.
Aus heutiger Sicht kannst du das schreiben, was du geschrieben hast, nämlich, dass Dalton nur grob die Massen von Atomen bestimmte, während man dies mit Hilfe (des heute ausgeschmückten) Kern-Hülle-Modells dahingehend präzisieren kann, dass in Natrium-Atomen 23 Nukleonen (Kernbausteine; 11 Protonen und 12 Neutronen) enthalten sind, während in Blei-Atomen insgesamt 207 Nukleonen (82 Protonen und 125 Neutronen) vorkommen. Da die Protonen und Neutronen die einzigen masserelevanten Atombausteine sind, ist es logisch, dass Blei-Atome, in denen viel mehr von beiden Kernbausteinen enthalten sind, selbstverständlich eine größere Masse haben als Natrium-Atome...
Das originale Kern-Hülle-Modell hätte das aber nicht genauer erklären können als das Daltonsche Atommodell, denn dort heißt es nur, dass ein Atom aus einem winzig kleinen Kern besteht, der fast die gesamte Masse sowie die positive Ladung des Atoms in sich vereint, während es um den Kern herum eine riesige Hülle aus Nichts gibt, in der sich die negativ geladenen Elektronen aufhalten.
Über den genauen Aufbau des Kerns oder den Feinbau der Hülle sagt die Originalversion des Kern-Hülle-Modells nichts aus!
LG von der Waterkant
Sieht insgesamt gut aus, die Zahlen habe ich nicht überprüft. Dalton ordnet aber jedem Element eine Ordnungszahl zu, die Masse kann sich von Isotop zu Isotop unterscheiden. Kern-Hülle-Modell sagt auch nichts zur Anzahl der Elektronen oder Neutronen, sondern lediglich, dass Neutronen im Kern sind und Elektronen in der Hülle.
Ich würde als Begründung schreiben:
Blei hat im Kern in Summe mehr Teilchen (Protonen und Neutronen) als Natrium und wiegt daher mehr.
ah ja ok, das habe ich nicht beachtet, isotope haben wir noch wirklich dran genommen