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Alt 14.09.2006, 10:43   #1   Druckbare Version zeigen
Janöö  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
Elektrische Ladungen in Atomen?

Moin zusammen,

Ich frag mich gerade, wie man damals auf die Idee gekommen ist, dass in den Atomen elektrische Ladungen enthalten sind.
Hintergrund ist, dass ich ein Schulpraktikum mache und in den Aufbau der Materie einsteigen möchte. Bis jetzt kennen die Schüler nur das Dalton'sche Atommodell.
Soweit ich weiß, hat J.J.Thomson Versuche mit Kathodenstrahlen gemacht und ist dann irgendwie auf die Idee gekommen, dass diese Kathodenstrahlen aus elektrisch geladenen Teilchen bestehen.
Aber warum mussten diese Elektronen aus den Atomen stammen?
Janöö ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.09.2006, 11:13   #2   Druckbare Version zeigen
BU Männlich
Mitglied
Beiträge: 1.504
AW: Elektrische Ladungen in Atomen?

1821 H. Davy elektr. Erscheinungen im Vakuum

1859 J. Plücker, grüne Fluoreszens beim Durchgang von Elektrizität durch Gas bei
vermindertem Druck, Ablenkung durch ein Magnetfeld


1869 Unterbrechung der Strahlen durch einen Körper mit Schatten durch J. W. Hittorf

1876 Benennung als Kathodenstrahlen durch H. Goldstein

1879 Radiometer von W. Crookes, Beweis von mechanischen Wirkungen

1892 Ablenkung der Strahlen in den Außenraum durch Al-Folie durch P. Lenard (Lenard-Fenster)

1895 Beweis der negativen Ladung der Kathodenstrahlen durch J. Perrin

1895 Entdeckung der X-Strahlen (Röntgenstrahlen) durch W. Röntgen

1897 Entdeckung der elektr. und magnet. Ablenkung von Kanalstrahlen durch W. Wien

1897 J. J. Thomson, Bestimmung von e/m = Ladung/Masse und 1.Nachweis von Isotopen
http://cc.uni-paderborn.de/lehrveranstaltungen/_aac/vorles/skript/kap_2/kap2_4/thomson.html
http://pol.spurious.biz/projects/chemglobe/general/aufbaumaterie/elementar/electron.html#cathode
http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1906/index.html

"Aber warum mussten diese Elektronen aus den Atomen stammen?"
=> Woher sonst im Vakuum, wenn nicht aus der Kathode oder dem elektr. Strom?


Geändert von BU (14.09.2006 um 11:25 Uhr)
BU ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.09.2006, 15:39   #3   Druckbare Version zeigen
Janöö  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 31
AW: Elektrische Ladungen in Atomen?

Hhm, danke erst mal! Besonders der erste Link war hilfreich.
Ist das Bild vom Kathodenstrahlrohr rechtlich geschützt?
Interessanz fand ich ja die Passage:

"Nach langen Erwägungen schien es mir, daß aus den Versuchen die folgenden Schlußfolgerungen zu ziehen sind: Erstens, daß Atome nicht unteilbar sind, denn negativ elektrische Partikel können von ihnen weggerissen werden durch die Wirkung elektrischer Kräfte ... "

D.h. Thomson hat irgendwie aus seinen Experimenten die Schlussfolgerung gezogen, dass Atome nicht unteilbar sind und die Elektronen aus ihnen stammen.
Genau das finde ich für den Unterricht ja auch erwähnenswert.
Leider ist da nicht erklärt, wie er zu dem Schluss kommt.
Aus der Sicht von jemand, der heute ganz andere Atommodelle zur Verfügung hat, mag die Frage, woher die Elektronen stammen, ja trivial klingen. Aber wenn man sich vorstellt, man wüsste nur, dass Materie aus unteilbaren Atomen aufgebaut ist, ist es schon überraschend, die Schlussfolgerung zu ziehen, dass die Atome doch nicht unteilbar sind und die Elektronen aus ihnen stammen.

Nur weil die Elektronen aus der Kathode stammen müssen, heißt das für mich noch nicht, dass sie dann automatisch den Atomen selbst entrissen worden sein müssen.
Eine andere Idee hätte ja sein können:
Materie besteht aus spezifischen Atomen sowie weiteren, bisher unbekannten Teilchen, die in jedem Stoff enthalten sind und positive bzw. negative Ladungen tragen. Beim Ausglühen aus der Kathode werden nur die sehr leichten negativ geladenen Teilchen herausgeschleudert.

Hab's jetzt noch nicht weiter überlegt, aber würde dieses Modell nicht auch reichen? Dann hätte man die Unteilbarkeit von Atomen ja nicht antasten müssen.

Oder die Frage mal anders formuliert: Konnte Thomson wirklich beweisen, dass die Elektronen von den Atomen "weggerissen" werden? Oder hat er es einfach vermutet und auf dieser Hypothese sein Modell aufgebaut?
Janöö ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 14.09.2006, 20:57   #4   Druckbare Version zeigen
N00b Männlich
Mitglied
Beiträge: 504
AW: Elektrische Ladungen in Atomen?

Zitat:
Zitat von Janöö
Eine andere Idee hätte ja sein können:
Materie besteht aus spezifischen Atomen sowie weiteren, bisher unbekannten Teilchen, die in jedem Stoff enthalten sind und positive bzw. negative Ladungen tragen. Beim Ausglühen aus der Kathode werden nur die sehr leichten negativ geladenen Teilchen herausgeschleudert.
Natürlich ist das nur ein Vorschlag was man alternativ hätte folgern können, aber es gab nichts was das belegt hätte. Kennst du das Sparsamkeitsprinzip? Es besteht keine Veranlassung eine wesentlich annahmenreichere Erklärung zu bemühen.
N00b ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 15.09.2006, 14:36   #5   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Elektrische Ladungen in Atomen?

oder auch Occams Messer:
Wenn zur Erklärung eines Phänomens verschiedene Erklärungen möglich sind, so ist im Zweifel die Einfachste die Beste.

Aber das Gibbs-Zitat ist auch sehr schön.
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