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Revert: Grund: keine Verbesserung des Artikels

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[[Datei:Rutherford atomic planetary model.svg|mini|Atommodell nach Rutherford für Stickstoff, Elektronen: grün, Atomkern (hier 1000-fach zu groß gezeichnet): rot]]
Das '''rutherfordsche Atommodell''' von 1911 beschreibt erstmals das Atom als einen außerordentlich kleinen, positiv geladenen [[Atomkern]], der fast die ganze Masse des Atoms besitzt, und von einer leichten [[Atomhülle]] aus negativ geladenen [[Elektron]]en umgeben ist. Das [[Atommodell]] wurde von [[Ernest Rutherford]] aufgestellt. Es überwand das 1904 aufgestellte [[Thomsonsches Atommodell|thomsonsche Atommodell]] und wurde seinerseits 1913 weiter ausgestaltet zum [[Bohrsches Atommodell|Bohrschen Atommodell]], mit dem die Energiestufen der Atomhülle erstmals erfolgreich beschrieben werden konnten. Damit bildet das rutherfordsche Atommodell die Grundlage für das heutige Bild vom [[Atom]] und insbesondere für dessen Aufbau mit einem Kern einerseits und einer Hülle um den Kern ('''Kern-Hülle-Modell''').

== Überblick ==
Bis zum [[Rutherfordscher Streuversuch|rutherfordschen Streuversuch]] (1909) von [[Hans Geiger (Physiker)|Hans Geiger]], [[Ernest Marsden]] und [[Ernest Rutherford]] war lediglich bekannt, dass Atome negativ geladene [[Elektron]]en und die gleiche Menge positiver [[Elektrische Ladung|Ladungen]] enthalten. Einen dazu passenden Erklärungsversuch für den Atomaufbau stellte das [[Thomsonsches Atommodell|thomsonsche Atommodell]] dar, wonach jedes Atom aus einer gleichmäßig verteilten positiven Ladung bestünde, in der sich unter der Wirkung elektrostatischer Kräfte die Elektronen bewegten. Der rutherfordsche Streuversuch zeigte, dass dieses Modell nicht die Realität abbildet. Die Gesamtheit der positiven Ladungen des Atoms und praktisch seine gesamte [[Masse (Physik)|Masse]] müssen in einem Atomkern vereinigt sein, dessen Größe nur einen winzigen Bruchteil des gesamten Atoms ausmacht.<ref>{{Literatur |Autor=[[Dieter Meschede]] |Titel=[[Gerthsen Physik]] |Auflage=21. |Verlag=Springer |Ort=Heidelberg / Dordrecht / London / New York |Datum=2002 |ISBN=3-662-07461-3 |Seiten=621 |DOI=10.1007/978-3-642-12894-3}}</ref>

== Der Versuch ==
[[Datei:Rutherford gold foil experiment results.svg|mini|Unten das Ergebnis des Rutherfordexperiments, oben das zu erwartende Ergebnis, wenn das thomsonsche Atommodell gegolten hätte.]]
Rutherfords Mitarbeiter Hans Geiger und Ernest Marsden führten Versuche mit energiereichen [[Alphastrahlung|Alpha-Teilchen]] der natürlichen [[Radioaktivität]] von [[Bismut|Wismut-214]] durch. Zunächst wurde beobachtet, dass einige wenige der Alpha-Teilchen von einer [[Platin]]<nowiki />platte zurückgeworfen wurden.<ref>{{Literatur |Autor=Jörn Bleck-Neuhaus |Titel=Elementare Teilchen |TitelErg=Von den Atomen über das Standard-Modell bis zum Higgs-Boson |Auflage=2., überarbeitete |Verlag=Springer |Ort=Berlin Heidelberg |Datum=2013 |ISBN=978-3-642-32578-6 |ISSN=0937-7433 |Seiten=49 |DOI=10.1007/978-3-642-32579-3}}</ref> Das war völlig unerwartet, denn bisher hatte man lediglich Ablenkungen der Alpha-Teilchen um wenige Grad festgestellt, und es war mit bisherigen Vorstellungen vom Atom auch nicht zu erklären.

In einem verfeinerten Versuchsaufbau wurde im Vakuum mit dünnen Folien verschiedener Metalle, darunter Gold, die Häufigkeitsverteilung von Ablenkwinkeln zwischen 15° und 170° untersucht.<ref>{{Literatur |Autor=Hans Geiger, Ernest Marsden |Titel=On a Diffuse Reflection of the α-Particles |Sammelwerk=Proceedings of the Royal Society |Band=82A |Nummer= |Datum=1909 |Seiten=495–500 |Online=https://chemteam.info/Chem-History/GM-1909.html |Abruf=2010-10-25}}</ref> Auch hier zeigte sich, dass wesentlich größere Ablenkwinkel auftraten, als durch den Zusammenstoß der Alphateilchen mit den vergleichsweise sehr leichten Elektronen erklärbar sind, und dass etwa eines von 8000 Alphateilchen ganz zurückgeworfen wurde.

{{Zitat
|Text=It was almost as incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you.
|Sprache=en
|Autor=Ernest Rutherford
|Quelle=
|Übersetzung=Es war beinahe so unglaublich, als ob man mit einem 15-Zoll-Geschoss auf ein Taschentuch schießt und das Geschoss zurückkommt und einen selbst trifft.
|ref=<ref>[[Edward Andrade]]: Rutherford and the Nature of the Atom. Doubleday New York 1964. Zitiert nach: Laylin K. James: [https://books.google.de/books?id=jEy67gEvIuMC&lpg=PP1&pg=PA57&redir_esc=y&hl=de#v=onepage&q&f=false Nobel Laureates in chemistry, 1901–1992], S. 57.</ref>}}

== Das Modell von Rutherford ==
Aus der neu konzipierten Vorstellung, im Atom gäbe es einen kleinen, schweren, elektrisch geladenen Kern, leitete Rutherford die nach ihm benannte [[Rutherford-Streuung#Rutherfordsche Streuformel|Streuformel]] her. Damit konnte die beobachtete Häufigkeit großer Ablenkwinkel erklärt werden, wenn der Kernradius nicht größer als 1/3000 des Atomradius ist und seine elektrische Ladung (in Einheiten der [[Elementarladung]]) in etwa der chemischen Ordnungszahl des Atoms entspricht.<ref name="Rutherford_1911">E. Rutherford, ''The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom'', Phil. Mag. 6, vol. 21, 1911, S. 669–688. {{Webarchiv |url=http://www.ffn.ub.es/luisnavarro/nuevo_maletin/Rutherford%20(1911),%20Structure%20atom%20.pdf |text=Rutherfords Artikel im ''Philosophical Magazine'' (englisch, PDF; 233 kB) |wayback=20190515101143}}</ref>

Mit dem Streuversuch lässt sich nicht unterscheiden, ob das Vorzeichen der elektrischen Ladung des schweren Kerns positiv oder negativ ist. Zur Erklärung der elektrischen Neutralität von Atomen ging Rutherford davon aus, dass die Elektronen eine negativ geladene Hülle um den positiv geladenen Kern bilden, so dass das Atom nach außen neutral ist. Er bemerkte auch, dass mit dem positiven Vorzeichen der Kernladung eine Erklärung der großen kinetischen Energie der α-Teilchen in der radioaktiven Strahlung möglich werden könnte, wenn diese in der Nähe des Kerns freigesetzt und dann nur noch elektrostatisch abgestoßen würden. Über die räumliche Verteilung der Elektronen ließen sich aus dem Streuversuch keine weiteren Informationen ableiten, da die Elektronen aufgrund ihrer geringen Masse zur Ablenkung der Alphateilchen um große Winkel nicht merklich beitragen. Entgegen häufig zu findenden Darstellungen in Lehrbüchern und anderen Sekundärquellen entwickelte Rutherford kein eigenes Modell der Elektronenstruktur von Atomen. Er zitierte lediglich im Februar 1911 bei der Vorstellung seines Modells vor der ''Manchester Literary and Philosophical Society''<ref name="Rutherford_1911" /> das „[[planetarische Modell]]“ von [[Nagaoka Hantarō|Nagaoka]]<ref name="Nagaoka_1904">{{Literatur |Autor=Hantarō Nagaoka |Titel=Kinetics of a system of particles illustrating the line and the band spectrum and the phenomena of radioactivity |Sammelwerk=Philosophical Magazine |Band=7 |Nummer= |Datum=1904 |Seiten=445–455 |Online=https://www.chemteam.info/Chem-History/Nagaoka-1904.html |Abruf=2010-02-28}}</ref>, um seine Abschätzung der Kernladungszahl von Gold plausibel zu machen.

== Weitere Entwicklungen ==
Das Modell von Rutherford blieb zunächst weitgehend unbeachtet. Das änderte sich erst, als [[Niels Bohr]] auf dieser Grundlage 1913 sein Atommodell vorstellte und damit bei der Erklärung der Bewegungen der Elektronen in der Atomhülle einen Durchbruch erzielte. Dann wurde durch [[Henry Moseley (Physiker)|Henry Moseley]] schnell gezeigt, dass die innersten Bohrschen Bahnen eine genaue Erklärung für die [[charakteristische Röntgenstrahlung]] geben konnten, wodurch die positive Kernladung und damit die chemische [[Ordnungszahl]] direkt messbar gemacht wurde. Aus der weiteren Erforschung der Atomkerne entwickelte sich die [[Kernphysik]], aus der der Atomhülle die eigentliche [[Atomphysik]]. Als nach und nach immer mehr Unzulänglichkeiten des Bohrschen Atommodells zu Tage traten, wurde es durch die 1925 entdeckte [[Quantenmechanik]] abgelöst, die zu Grundlage fast der gesamten modernen Physik wurde. So wurde auch 1928 durch [[George Gamow]] erklärt, wie die α-Teilchen mittels des quantenmechanischen [[Tunneleffekt]]s den Kern verlassen können und anschließend, wie von Rutherford angenommen, durch elektrostatische Abstoßung ihre große kinetische Energie gewinnen.

== Siehe auch ==
* [[Liste der Atommodelle]]

== Weblinks ==
{{Wikibooks|Anorganische Chemie für Schüler/ Atombau – Das Kern-Hüllen Modell und das Periodensystem der Elemente}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Atomphysik]]
[[Kategorie:Überholte Theorie (Physik)]]
[[Kategorie:Ernest Rutherford]]

Rutherfordsches Atommodell - Versionsgeschichte

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