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Ar­beits­blatt: Atom­kern und Atom­hül­le

Kom­pe­ten­zen:

In­halt pbK ibK
Kern-Hülle-Mo­dell des Atoms

2.1.2. Hy­po­the­sen auf­stel­len

2.1.4. Ex­pe­ri­men­te aus­wer­ten

2.1.13. ihr phy­si­ka­li­sches Wis­sen an­wen­den, um Pro­blem- und Auf­ga­ben­stel­lun­gen ziel­ge­rich­tet zu lösen

2.3.3. Hy­po­the­sen an­hand der Er­geb­nis­se von Ex­pe­ri­men­ten be­ur­tei­len

3.3.1 (3) die Funk­ti­on von Mo­del­len in der Phy­sik er­läu­tern (an­hand des Teil­chen­mo­dells und der Mo­dell­vor­stel­lung von Ato­men)

3.3.4 (1) die Struk­tur der Ma­te­rie im Über­blick be­schrei­ben und den Auf­bau des Atoms er­läu­tern (Atom­hül­le, Atom­kern, Elek­tron, Pro­ton, Neu­tron, Quarks, Kern­la­dungs­zahl, Mas­sen­zahl, Iso­to­pe)

Vor­aus­set­zun­gen:

Che­mie 3.​2.​1.​2 (1) Atome, Mo­le­kü­le und Io­nen­grup­pen als Stoff­teil­chen be­schrei­ben

In­ter­net­zu­gang für SuS

Ziele:

  • Ein Atom be­steht aus dem po­si­tiv ge­la­de­nen Atom­kern und der ne­ga­ti­ven Elek­tro­nen­hül­le.
  • Pro­to­nen tra­gen eine po­si­ti­ve La­dung und bil­den den Atom­kern.
  • Der Atom­kern ist auf einen sehr klei­nen Raum­be­reich be­schränkt.
  • Der Atom­kern hat ver­mut­lich eine ku­gel­för­mi­ge Ge­stalt.
  • Elek­tro­nen bil­den die sehr viel grö­ße­re Atom­hül­le.
  • Die Elek­tro­nen haben im Mit­tel einen Ab­stand zum po­si­tiv ge­la­de­nen Kern

Pro­blem­stel­lung:

Wie ist ein Atom mit sei­nen po­si­ti­ven La­dungs­trä­gern und sei­nen ne­ga­ti­ven Elek­tro­nen räum­lich auf­ge­baut?

Ver­such von Ru­t­her­ford am Ende des 19. Jahr­hun­derts:

Abbildung zum Versuch von Rutherford

Ver­grö­ßern "Gei­ger-Mars­den ex­pe­ri­ment ex­pec­ta­ti­on and re­sult" von Kurzon - ei­ge­nes Werk [CC BY-SA 3.0], via Wi­ki­me­dia Com­mons

Aus einer ra­dio­ak­ti­ven Quel­le ent­wei­chen po­si­tiv ge­la­de­ne Teil­chen (α-Teil­chen). Ru­t­her­ford hat diese auf eine Gold­fo­lie flie­gen las­sen und an­schlie­ßend den Auf­tref­fort die­ser Teil­chen re­gis­triert.

Quel­le: https://​de.​wi­ki­pe­dia.​org/​wiki/​Ru­t­her­ford-​Streu­ung vom 20.3.2017

 

 

 

 

 

Auf­ga­ben:

  1. Öffne die Seite http://​www.​kcvs.​ca/​site/​pro­jects/​phy­sics_​files/​ru­t­her­ford/​bac​kgrn​dpre​load​er.​swf (Hier­für ist ein (im In­ter­net kos­ten­lo­ser) SWF-Play­er not­wen­dig.)
  2. Gehe dann zu den "Les­sons" und ar­bei­te alle 6 Lek­tio­nen diese durch.
  3. Gehe bei der Lek­ti­on 5 zu­nächst auf den Men­u­punkt "op­ti­ons" und wähle dort „un­k­nown nu­cleus“ aus. Star­te dann mit "auto fire". Stel­le aus den dar­ge­stell­ten Spu­ren der α-Teil­chen Ver­mu­tun­gen dar­über an, wel­che Form der jetzt ver­wen­de­te Atom­kern ver­mut­lich hat. Über­prü­fe deine Ver­mu­tung mit "re­veal".
  4. Teste in Lek­ti­on 5 auch alle an­de­ren unter "op­ti­ons" an­ge­bo­te­nen Kern­for­men aus und ent­schei­de durch einen Ver­gleich der je­weils dar­ge­stell­ten Spu­ren mit den ex­pe­ri­men­tel­len Er­geb­nis­sen, wel­che Kern­form ver­mut­lich am ehes­ten zu­trifft.
  5. Auf der Seite http://​mhhe.​com/​phys­sci/​che­mis­try/​ess​enti​alch​emis​try/​flash/​ru­t­her14.​swf sind die Er­geb­nis­se der Ver­su­che noch­mal zu­sam­men­ge­fasst.
  6. Be­schrei­be den Atom­auf­bau nach den Er­geb­nis­sen von Ru­t­her­ford voll­stän­dig und schrift­lich und prä­sen­tie­re deine Er­geb­nis­se an­schlie­ßend vor der Klas­se.

 

 

Ar­beits­blatt: Atom­kern und Atom­hül­le: Her­un­ter­la­den [docx][52 KB]

 

Wei­ter zu Kraft zwi­schen Elek­tron und Kern