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Atommodell: Dalton

Nach 2000 Jahren kehrt die Atomidee zurück — diesmal gestützt auf die Waage: Atome sind unteilbare Kugeln, und jedes Element hat seine eigene Sorte.

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Erklärung — Atommodell: Dalton

Die Waage bringt das Atom zurück

Um 1800 wiegen Chemiker die Stoffe vor und nach einer Reaktion.

Versuch 1 1 g H + 8 g O 9 g Wasser Versuch 2 2 g H + 8 g O 9 g Wasser + 1 g H übrig
Wasser braucht immer 1 : 8 — egal, wie viel man herstellt. Der Überschuss bleibt einfach liegen.

John Dalton fragte 1803: Wie muss Materie gebaut sein, damit das herauskommt?

  • Annahme:Jeder Stoff besteht aus winzigen Bausteinen mit fester Masse.
  • Verbinden:Diese Bausteine treten immer in denselben Anzahlen zusammen.
  • Folge:Dann muss das Massenverhältnis jedes Mal gleich sein.
  • Neu:Aus der griechischen Idee wird ein Modell, das Messwerte erklärt.

Atome als Kugeln — für jedes Element eine eigene Sorte

Daltons Modell in drei Aussagen. Zwei kennst du von den Griechen, die dritte ist neu.

1 · unteilbar

Ein Atom lässt sich nicht zerlegen und nicht zerstören. Bei einer Reaktion wird es nur neu angeordnet.

2 · kugelförmig

Zum ersten Mal hat das Atom eine Gestalt, mit der man zeichnen und rechnen kann.

neu 3 · eine Sorte je Element

Alle Atome eines Elements sind gleich; Atome verschiedener Elemente unterscheiden sich in Masse und Größe.

Kernaussage
gleiche Verbindung  →  immer dasselbe Zahlenverhältnis der Atome
Wasser

2 Wasserstoffatome auf 1 Sauerstoffatom.

Nie 2,5 : 1

Ein halbes Atom gibt es nicht.

Deshalb

Zahlenverhältnisse sind immer ganze Zahlen.

Was Dalton den Griechen hinzufügt

Griechisches und Daltonsches Atommodell im Vergleich
MerkmalGriechen (um 500 v. Chr.)Dalton (1803)
Atom teilbar?neinnein
Gestalt des Atomsnicht festgelegtKugel
Atomsortenkeine Unterscheidungeine Sorte je Element
GrundlageNachdenkenWiegen und Messen
Erklärt …… dass Materie körnig ist… feste Massen- und Zahlenverhältnisse

Eine Sorte, eine Masse

H 1 C 12 N 14 O 16 relative Atommasse (Wasserstoff = 1)
Ein Sauerstoffatom ist rund 16-mal so schwer wie ein Wasserstoffatom — ohne dass je ein einzelnes Atom gewogen wurde.
  • Gleich schwer:Alle Atome eines Elements haben dieselbe Masse.
  • Bezugspunkt:Dalton setzt das leichteste Atom, Wasserstoff, auf 1.
  • Relative Atommasse:Sie hat keine Einheit, weil sie ein Verhältnis ist.
  • Schwachstelle:Das Modell sagt nicht, warum sich Atome verbinden.
  • Offen:Auch woraus die Kugel besteht, bleibt unklar — dort setzt Thomson 1904 an.

Der Baukasten zeigt nach jedem Schritt, ob gerade ein Element oder eine Verbindung entstanden ist, in welchem Zahlenverhältnis die Sorten stehen und wie schwer das Gebilde im Vergleich zum Wasserstoffatom ist. Halbe Atome gibt es nicht — ein Verhältnis wie 2,5 : 1 kommt deshalb nie vor.

Element-Baukasten nach Dalton

Baufeld — noch leer
Atome insgesamt0
Zahlenverhältnis—
relative Masse0

Zwei Beobachtungen lohnen sich: Sobald nur eine einzige Sorte im Feld liegt, hast du ein Element vor dir — unabhängig davon, wie viele Kugeln es sind. Und jedes Verhältnis, das der Baukasten anzeigt, besteht aus ganzen Zahlen. Das ist keine Einstellung des Programms, sondern die direkte Folge davon, dass sich Atome bei Dalton nicht teilen lassen.

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Hinweise

Hinweis

Dalton hat das Atom nicht erfunden

Die Idee ist 2000 Jahre älter. Neu ist: Dalton prüft sie an Messwerten und gibt jedem Element eine eigene Atomsorte.

Hinweis

Element ≠ Verbindung

Ein Element besteht aus einer Atomsorte. Eine Verbindung aus mindestens zwei, immer im selben Zahlenverhältnis.

Hinweis

Die Kugel ist ein Bild

Die Kugel ist keine Fotografie, sondern die einfachste Annahme, die zu den Messungen passt. Später lässt sie sich ohne Schaden aufgeben.

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