Arbeitsblatt: Atommodell Bohr-Kimball

Atombau Die Welt des ganz Kleinen e. meli 03 1 04.01.16 Unsere Ziele: Wir wollen vor allem mit dem Atommodell von Bohr umgehen können. Mit Hilfe dieses Modells können wir einfache Bindungen, wie z.B. Wasser, erklären Wir können einfache Bindungen mit Mol und mit Strukturformeln darstellen. e. meli 03 2 04.01.16 Gedankenexperimente. Der griechische Philosoph Demokrit überlegte sich: Wenn ich eine Stoffprobe halbiere und dann wieder halbiere und wieder halbiere und so fort, so gelange ich zu einem kleinsten, nicht mehr teilbaren Teilchen. Alle Stoffe müssen aus solchen unteilbaren Atomen bestehen. und das vor fast 2400 Jahren! e. meli 03 3 04.01.16 Bohr gliedert die Hülle in Schalen. Niels Bohr (18851962), dänischer Physiker und Nobelpreisträger, lieferte wichtige und grundlegende Beiträge zur Kernphysik sowie zum Verständnis des atomaren Aufbaus. Bohr umlaufen die Elektronen den Kern in verschieden grossen Bahnen. Diese nennt er Elektronenschalen und gibt ihnen den Namen KSchale, LSchale, MSchale, NSchale usw. Nach e. meli 03 4 04.01.16 Bohr‘sches Atommodell. Neutronen elektrisch neutral Protonen positiv geladen Atomkern e. meli 03 Atomhülle 5 04.01.16 Bohr‘sches Atommodell. Neutronen elektrisch neutral Protonen positiv geladen Atomkern e. meli 03 KSchale Elektronen negativ geladen LSchale MSchale Atomhülle 6 04.01.16 Bohr‘sches Atommodell. Merke dir folgende Begriffe rund um das Atommodell: Atomhülle Proton Neutron Symbol Ladung Nukleonen Atomkern Name positiv neutral Name d. Schale Anordnung Machen fast das gesamte Gewicht des Atoms aus! Elektron negativ KSchale max. 2 Elektron negativ LSchale max. 8 Elektron negativ MSchale max. 18 e. meli 03 7 04.01.16 Bohr‘sches Atommodell. Jede Schale kann nur eine ganz bestimmte, höchste Anzahl Elektronen aufnehmen. Diese Elektronenzahl lässt sich sehr einfach berechnen: Maximale EZahl 2 (Schalennummer) 2 Schale L N P e. meli 03 Schalennummer 1. Schale 2. Schale 3. Schale 4. Schale 5. Schale 6. Schale 7. Schale Formel 2 12 2 22 2 32 2 42 2 52 2 62 2 72 max. Elektronenzahl 2 Elektronen 8 Elektronen 18 Elektronen 32 Elektronen 50 Elektronen 72 Elektronen 98 Elektronen 8 04.01.16 Die Elemente unterscheiden sich durch die Masse ihrer Atome MZ Massenzahl 27 13 27 Al 13 Chem. Symbol für Aluminium 14 OZ Ordnungszahl e. meli 03 9 04.01.16 und jedes Proton . kann genau ein Elektron halten! e. meli 03 10 04.01.16 Wir bauen das Modell für Aluminium: 27 13 Al enthält 27 Nukleonen davon sind 13 Protonen, die je 1 Elektron festhalten 14 Nukleonen sind also Neutronen KSchale max. 2 e 13 14 e. meli 03 LSchale max. 8 e MSchale also noch 3 Diese Schale heisst auch Valenzschale 11 04.01.16 Edelgaskonfiguration? Na ja. Atome sind dann „zufrieden, wenn sie ihre Valenzschale mit 8 Elektronen gefüllt haben. Dies erreichen sie, indem sie fehlende Elektronen stehlen oder überzählige abgeben. e. meli 03 Die Valenzschale von Argon ist mit 8 e voll! 12 04.01.16 HückelRegel: 8 wäre schön. Atome haben das Bestreben, ihre äusserste Schale voll besetzt zu haben: KSchale: 2 e LSchale: 8 e M Schale: 8 e Sauerstoffatom Valenzschale: 6 e Gemeinsame Benützung von je 2 Dies erreichen sie durch Bindungen! e. meli 03 13 04.01.16 Vom Atom zum Molekül. Zwei Sauerstoffatome binden sich chemisch zu einem Molekül Sauerstoff. Beide Atome können so zeitweise 8 Elektronen benützen. Das Molekül ist der kleinste Teil einer Verbindung! e. meli 03 14 04.01.16 Molformel, was ist das? 1 Atom 1 Atom 1 Molekül O2 O2 Die tiefgestellte 2 bedeutet, dass das Molekül aus 2 Sauerstoffatomen besteht! e. meli 03 MOLFORMEL 15 04.01.16 Molformel, wie geht das jetzt? Was passiert, wenn du Kohle verbrennst? Also: Für jede Verbrennung (Oxidation) braucht es Sauerstoff. Kohle und Sauerstoff verbrennen zu Kohlendioxid. Kurz: Kohle Sauerstoff Kohlendioxid 12 6 Beteiligte Stoffe: KSchale: Valenzschale: Fehlende e 2 e 4 e 4 e Reaktionsschema: 16 8 2e 6 e 2 *2 O2 ???? HückelRegel: 8 wäre schön. CO2 Molformeln für Sauerstoff und Kohlendioxidmoleküle e. meli 03 16 04.01.16 Wie habe ich mir CO2 nach Bohr vorzustellen? 1 Atom Kohlenstoff und 2 Atome Sauerstoff bilden zusammen 1 Molekül Kohlendioxid Kohlenstoff möchte 2 2 e vom Sauerstoff Sauerstoff möchte je 2 e vom Kohlenstoff Sauerstoff e. meli 03 Kohlenstoff Sauerstoff 17 04.01.16 Wie sehen die Bindungen in CO2 vereinfacht aus? Ein Molekül nach Bohr zu zeichnen gibt recht viel Arbeit! Wir vereinfachen, indem wir nur noch die Bindungen darstellen (Strukturformel): e. meli 03 18 04.01.16 Bindungen haben einen Namen: Beispiel Kohlendioxid Wasserstoffmolekül Stickstoffmolekül Alle e. meli 03 Mol formel Strukturformel CO2 C H2 N2 Bindungsart Doppel bindung H Einfach bindung N Dreifach bindung drei sind Atombindungen! 19 04.01.16 Zusammenfassung Der Chemiker beschäftigt sich in erster Linie mit den Valenzelektronen. Atommodelle helfen uns, Reaktionen zwischen Stoffen und deren Bindungen zu verstehen. Dalton und Bohr wurden hier vorgestellt. Wir arbeiten mit Mol und Strukturformeln und sprechen von folgenden Atombindungen: Einfach, Doppel und Dreifachbindungen e. meli 03 20 04.01.16