Rosinenkuchenmodell

Das thomsonsche Atommodell.
Elektronen: grün
Positiver Hintergrund: rot

Das Thomsonsche Atommodell ist ein Atommodell, nach dem das Atom aus gleichmäßig verteilter Masse und positiver Ladung besteht, in denen sich die Elektronen bewegen. Es wurde 1903 von Joseph John Thomson entwickelt und wird auch als Plumpudding- oder Rosinenkuchenmodell aufgrund der Anordnung der Elektronen in der Masse, vergleichbar mit Rosinen in einem Kuchen, bezeichnet.

Im Grundzustand sind die Elektronen so verteilt, dass ihre potentielle Energie minimal ist. Werden sie angeregt, beginnen sie zu schwingen. Thomson schloss aus Experimenten mit Röntgenstrahlen, dass die Anzahl der Elektronen in einem Atom etwa gleich der Massenzahl des Atoms sei.

Entstehung

Im Jahre 1897 konnte Joseph John Thomson nachweisen, dass Kathodenstrahlen aus geladenen Teilchen, den Elektronen, bestehen. Durch ein stark verbessertes Vakuum konnte er das Verhältnis von Ladung zu Masse bestimmen. Thomson vermutete, dass die Elektronen bereits in den Atomen der Kathode vorhanden waren und stellte 1903 das erste Atommodell auf, das den Atomen eine innere Struktur zuschrieb.

Probleme und Widerlegung

Im Wasserstoffatom befindet sich nur ein Elektron. Wird dieses angeregt, führt es harmonische Schwingungen durch den Mittelpunkt des Atoms aus und sendet dadurch Licht aus. Dies erlaubt im krassen Gegensatz zum Experiment jedoch nur eine Spektrallinie.

Der Rutherfordsche Streuversuch (1909) von Hans Geiger, Ernest Marsden und Ernest Rutherford zeigte, dass die positive Ladung in einem Atomkern vereinigt ist und widerlegte das Thomsonsche Atommodell. Es folgte das Rutherfordsche Atommodell (1911).

Literatur

• Joseph John Thomson: On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure. In: Philosophical Magazine. 7, Nr. 39, March 1904, S. 237-265
• Hans Geiger, Ernest Marsden: On a Diffuse Reflection of the α-Particles. In: Proceedings of the Royal Society. 82A, 1909, S. 495-500
• Ernest Rutherford: The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom. In: Philosophical Magazine (Series 6). 21, May 1911, S. 669-688