Woher weiß man wie groß Atomteilche sind , wenn man sie nicht sehen kann?
Danke für die Antworten :))
5 Antworten
Man hat ja das Elektronenmikroskop. Das hat einen bestimmten Zoom. Und mit diesem Zoom berechnet man ganz einfach die Größe aus.
Eh, .. doch schon. Zwar nicht im REM/SEM, Aber mit HRTEM (Hochauflösungstransmissionsmikroskopie) bekommt man eine Auflösung von bis zu 0,05nm hin, das liegt deutlich unter Atomdurchmesser.
Allerdings ist die wechselwirkung nciht stark genug,um tatsächlich ein einezlnes Atom abbilden zu können, aber hat man senkrecht zu Strahlrichtung ganze Atomreihen, in nem kristall z.B. kann man die dirchaus einzeln darstellen!)
Zugegeben, es gibt nicht viele HRTEM's auf der Welt, die das können, etwa ne Handvoll.
Und es wird auch nicht verwendet um, Atomgrößen zu bestimmen .. die kannt man da ja schon.
Aber die Dinger liefern sehr beeindruckende Bilder! ;)
hier z.B. mal eine Korngernze ( => oben andere Kristallorinetierung als unten): http://www.lrsm.upenn.edu/~frenchrh/images/0006srtio3hrtem.gif
Eine tolle Methode zwar, die mir durchaus bekannt ist, aber als Insider sollte Dir dann doch klar sein, dass hierbei eine Art von elektrischen Potentialen bzw. Austritts-Wellenfunktionen künstlich visualisiert werden und natürlich von "Sehen" im eigentlichen Sinn keine Rede sein kann. Vergleichbares gilt übrigens genauso für die Rastertunnel- und die Atomic-force-Mikroskopie.
Dein Einwand lenkt also vom eigentlichen Thema nur ab und ändert an der ursprünglichen Falschaussage, dass das über den "Zoom des EM" einfach zu berechnen wäre, gar nichts.
Durch Röntgenbeugung hat man messen können, wie weit die periodischen Strukturen (-> die Atome) in einem Kristall auseinanderliegen.
Ein Atom ist ja keine feste kugel mit einer genauen Grenze Innen <-> Außen oder so, und hat dementsprechend auch keine genau definierte größe. man hat also die Größe einfach so definiert, als wären es Kugeln, die sich gerade genau berühren würden ..
wenn man den Abstand der Kugelmittelpunkte kennt und weiß, wie sie angeordnet sind (das kann man ebenfalls mit Röntgenbeugung messen) kann man über einfache gemoetrscihe überlegungen ausrechnen, wie groß die einzelne Kugel ist.
Heutztage kann man die Elekronenhülle eines Atoms (was im Wesentlichen die räumliche Ausdehnung des Atoms wiedergibt) sogar direkt mittes STM (Tunnelmikroskop) darstellen, da sieht man tatsächlich einzelne Atome.
Ein Atom hat keine feste Grösse wie etwa eine Billardkugel, es besteht, wie der berühmte Streuversuch von Rutherford gezeigt hat, hauptsächlich aus "Zwischenraum", so etwas wie eine Aussenhülle gibt es nicht.
Man kann aber mit den einfacheren Atommodellen aufgrund der Coulombschen Anziehung von positiv geladenem Proton und negativ geladenem Elektron den Gleichgewichtsabstand und somit den Atomradius berechnen, indem man "Fliehkraft" und Coulomb-Anziehung gleichsetzt.
Eine andere, nicht rein rechnerische Methode, die aber wieder zu anderen "Atomradien" führt, besteht darin, die Gitterabstände in einem Kristallgitter zu bestimmen. Diese sind aber mit den rechnerischen, fiktiven Bohr'schen Radien nicht ident, da im Kristall noch andere Kräfte wirken können und ein Kristall, je nach Raumgitter, auch keine 100%ig dichteste Kugelpackung darstellt.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Größe von Atomen zu Messen. Da gibt es Methoden die mit Streuung und Beugung von Elektromagnetischer Strahlung arbeiten. Es gibt aber auch Mikroskope deren Auslösung so groß ist das man einzelne Atome darstellen kann, etwa ein Transmissionselektronenmikroskop oder ein Atomkraftmikroskop.
durch Berechnung?
Dann erzähl mir mal wie du etwas ohne Maße rechnen willst.
Natürlich hat man gewisse Maße .. man weiß, wie stark der Kern positiv geladen ist und kann berechnen , wie sich die Elektronen darum verteilen.. rein rechnerisch.
Zumindest für Wasserstoff geht das gut, dannach wirds immer immer kniffliger, aber man bekommt damit Ergebnisse hin, die mit experimentellen Daten ziemlich gut übereinstimmen.
Nonsens! Auch in einem Elektronenmikroskop kann man keine Atome sehen!