Aus Atomen treten winzige negativ geladene Teilchen aus. Damit ist das Atom nicht mehr unteilbar — es braucht zum ersten Mal einen inneren Aufbau.
Ein Atom soll unteilbar sein. Wie erklärt man dann Teilchen, die aus Metall austreten und tausendmal leichter sind als das leichteste Atom?
Joseph John Thomson untersucht 1897 Kathodenstrahlen in einer luftleeren Glasröhre.
Atome enthalten Elektronen, sind nach außen aber neutral. Also muss im Atom genauso viel positive Ladung stecken wie negative.
Merksatz:
Anzahl (+) = Anzahl Elektronen → Atom neutral
Elektron fehlt: Es bleibt ein positives Ion zurück.
Elektron zu viel: Es entsteht ein negatives Ion.
Ladungsschritte: Ladung nur in Vielfachen der Elementarladung e.
Elektron: Thomson fand 1897 negative Teilchen, rund 2000-mal leichter als ein H-Atom, die in jedem Atom stecken; Daltons unteilbare Kugel ist damit widerlegt.
Modell: Positive Ladung ist über die ganze Kugel verschmiert und trägt fast die ganze Masse; die Elektronen sitzen darin wie Rosinen im Teig.
Grenze: Ein Teilchen kann im Thomson-Modell nie umkehren; der Streuversuch widerlegte es.
Damit erklärt das Modell zum ersten Mal, wie ein Atom geladen wird.
Die Kugel hat eine feste Zahl positiver Ladungen, die Zahl der Elektronen ist einstellbar. Gesamtladung und Massenanteil der Elektronen bleiben dabei extrem klein.
Halte fest: Die untere Leiste ist kein Zeichenfehler: Selbst bei acht Elektronen bleibt ihr Massenanteil bei nur etwa einem Zwanzigstel Prozent. Und die Gesamtladung springt nur in ganzen Schritten — ein halbes Elektron gibt es nicht.
Die positive Ladung füllt die ganze Kugel. Ein Kern in der Mitte gehört zu Rutherford (1911).
Die Elektronen sitzen fest im Teig. Kreisende Elektronen kommen erst in späteren Modellen.
Beide Ladungen sind da und gleichen sich aus. Fehlt ein Elektron, zeigt sich die positive Ladung sofort.