Zehn interaktive Aufgaben zu unteilbaren Kugeln, Atomsorten, festen Zahlen- und Massenverhältnissen — und zu der Frage, was Daltons Modell erklären kann und was nicht.
Ordne jeden Stoff dem richtigen Korb zu. Entscheidend ist allein, wie viele Atomsorten darin stecken.
Ziehe die Karten in den passenden Korb — oder wähle eine Karte mit Tab und Enter und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1Element — eine Atomsorte
2Verbindung — mehrere Sorten
O₂ und H₂ sind Elemente, obwohl zwei Atome zusammenhängen — es ist ja nur eine Sorte. Die Anzahl der Kugeln spielt keine Rolle, nur die Anzahl der verschiedenen Sorten. Genau das zeigt auch der Element-Baukasten auf der Erklärungsseite.
Zähle in jeder Formel die verschiedenen Buchstaben, nicht die Atome.
O₂: nur O → Element. H₂O: H und O → Verbindung. CH₄: C und H → Verbindung.
2
Stimmt das?
AFB I
Entscheide bei jeder Aussage, ob sie zu Daltons Atommodell passt.
Tippe auf „Stimmt“ oder „Stimmt nicht“. Danach erscheint die Begründung.
Aussage 1 von 6
Drei stimmen, drei nicht. Die beliebteste Falle ist „Dalton hat das Atom entdeckt“ — Dalton hat die alte Idee brauchbar gemacht, indem er sie mit der Waage verband.
Achte auf die Wörter „entdeckt“, „zerstört“ und „2,5“ — dort stecken die drei Fehler.
3
Daltons drei Aussagen
AFB I
Vervollständige den Merktext. Zwei Wörter aus der Wortbank bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt). Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Atome sind und werden bei Reaktionen nur neu angeordnet. Sie sind . Jedes Element hat seine eigene ; die Sorten unterscheiden sich in Größe und . Deshalb verbinden sich Elemente in Verhältnissen aus . Anders als die Griechen stützt Dalton sein Modell auf .
„Ladung“ bleibt übrig — davon weiß Dalton noch nichts, das kommt erst mit Thomson. „Nachdenken“ war die Grundlage der Griechen; Daltons Grundlage ist die Waage.
Die ersten drei Lücken sind genau Daltons Aussagen 1, 2 und 3 — in dieser Reihenfolge.
4
Formel und Zahlenverhältnis
AFB I
Verbinde jede Verbindung mit ihrem Zahlenverhältnis der Atome (erste Sorte : zweite Sorte).
Klicke links eine Verbindung an und dann rechts das passende Verhältnis — es entsteht eine Verbindungslinie.
Die kleine Zahl unten rechts zählt die Atome dieser Sorte; steht keine Zahl, ist es genau eines. CO und CO₂ zeigen, dass dieselben zwei Sorten verschiedene feste Verhältnisse bilden können — jedes davon ganzzahlig.
H₂O heißt: 2 Atome H, 1 Atom O → 2 : 1. Bei CH₄ steht die 4 beim H.
5
Griechen oder Dalton?
AFB II
Kreuze an, zu welchem Modell die Aussage gehört. Manche Aussagen gelten für beide.
Enter setzt und löscht ein Kreuz.
Aussage
Griechen (um 500 v. Chr.)
Dalton (1803)
Materie besteht aus kleinsten, unteilbaren Teilchen.
Jedes Element hat seine eigene Atomsorte.
Das Modell beruht auf reinem Nachdenken.
Das Modell erklärt feste Massenverhältnisse in Verbindungen.
Atome sind Kugeln.
Das Atom enthält kleinere geladene Teilchen.
Die letzte Zeile bekommt kein Kreuz — geladene Teilchen im Atom gehören zu Thomson (1904). Die erste Zeile bekommt zwei: Die Unteilbarkeit übernimmt Dalton unverändert von den Griechen.
Schau in die Vergleichstabelle auf der Erklärungsseite — und überlege, ob eine Zeile vielleicht zu einem späteren Modell gehört.
Zeile 1: beide. Zeile 3: nur Griechen. Zeilen 2, 4, 5: nur Dalton. Zeile 6: keiner von beiden.
6
Von der Waage zum Modell
AFB II
Bringe Daltons Gedankengang in die richtige Reihenfolge — von der Beobachtung bis zur Schlussfolgerung.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt.
1Chemiker wiegen Stoffe vor und nach einer Reaktion.
2Beobachtung: Wasser entsteht immer im Massenverhältnis 1 : 8 — Überschuss bleibt übrig.
3Daltons Frage: Wie muss Materie gebaut sein, damit das herauskommt?
4Annahme: Jeder Stoff besteht aus Bausteinen mit fester Masse — für jedes Element eine Sorte.
5Folgerung: Bausteine verbinden sich in ganzen Zahlen — also ist das Massenverhältnis immer gleich.
So arbeitet Physik bis heute: Messung → Frage → Annahme → Folgerung, und die Folgerung muss zur Messung passen. Bei Dalton passt sie — deshalb hält sein Modell 100 Jahre.
Am Anfang steht immer das, was man sieht; am Ende das, was man daraus schließt.
7
Rechenkette: Wie viel Sauerstoff steckt im Wasser?
AFB II
Relative Atommassen: H = 1, O = 16. Rechne dich Schritt für Schritt bis zur Masse des Sauerstoffs in einem Glas Wasser (180 g) durch.
Rechne die Kette Schritt für Schritt. Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet.
Relative Masse eines Wasser-Teilchens H₂O?
Massenverhältnis Wasserstoff : Sauerstoff = 1 : ?
Welcher Massenanteil des Wassers ist Sauerstoff? (auf ganze Prozent)%
Wie viel Gramm Sauerstoff stecken in 180 g Wasser?g
2 · 1 + 16 = 18; davon sind 16 Teile Sauerstoff, also 2 : 16 = 1 : 8 und 16/18 ≈ 89 %. In einem Glas Wasser stecken damit 160 g Sauerstoff und nur 20 g Wasserstoff — obwohl doppelt so viele Wasserstoffatome darin sind. Anzahl und Masse sind zwei verschiedene Dinge.
H₂O: zwei H-Atome zu je 1 und ein O-Atom zu 16 — addiere.
Sauerstoff-Anteil = 16 von 18. Für 180 g Wasser: 180 g · 16/18.
8
Schätzfrage: Sauerstoff im CO₂
AFB II
Kohlenstoffdioxid CO₂ (C = 12, O = 16). Wie viel Prozent der Masse eines CO₂-Teilchens entfallen auf den Sauerstoff? Schätze zuerst, rechne dann nach.
Schiebe den Regler auf deinen Wert — Pfeiltasten bewegen ihn feiner. Nach dem Prüfen siehst du den Trefferbereich.
0 %100 %
Relative Masse CO₂ = 12 + 2 · 16 = 44; Sauerstoff-Anteil 32/44 ≈ 73 %. Nur ein Drittel der Atome ist Kohlenstoff, aber fast drei Viertel der Masse sind Sauerstoff — der schwerere Partner dominiert die Waage.
Zwei O-Atome sind zusammen schwerer als zwei C-Atome wären — der Wert liegt also deutlich über 50 %.
Ein Mitschüler hat Daltons Modell zusammengefasst. Drei Zeilen enthalten einen Fehler — finde sie.
Klicke genau die falschen Zeilen an.
Zeile 4 ist die typische Klassenarbeitsfalle: Sobald „Gramm“ hinter der relativen Atommasse steht, ist die Aussage falsch. Ein einzelnes Sauerstoffatom wiegt rund 0,000 000 000 000 000 000 000 027 g — die Vergleichszahl 16 ist viel handlicher.
Prüfe jede Zeile gegen die drei Aussagen — und gegen den Satz „Die Schwachstelle bleibt 100 Jahre unbemerkt“ auf der Erklärungsseite.
10
Was kann das Modell — und was nicht?
AFB III
Ein Modell ist so gut wie das, was es erklärt. Markiere alle Beobachtungen, die sich mit Daltons Atommodell erklären lassen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden.
Alles, was mit Anzahl und Masse unveränderlicher Kugeln zu tun hat, erklärt Dalton. Alles, was im Inneren der Kugel passiert — austretende Elektronen, verschieden schwere Atome eines Elements (Isotope), zerfallende Kerne — sprengt das Modell. Genau diese drei Beobachtungen führen in den nächsten Unterkapiteln zu Thomson, Rutherford und zur Kernphysik.
Frage bei jeder Beobachtung: Kommt sie mit „unteilbar“ und „alle Atome eines Elements gleich“ aus — oder widerspricht sie einem der beiden?
Drei Beobachtungen passen (Massenverhältnis, Massenerhaltung, 1 : 2 bei den Kohlenstoff-Oxiden). Drei widersprechen: Teilchen aus dem Atom heraus, verschieden schwere Atome eines Elements, zerfallende Kerne.
