Teilchenmodell

Das Teilchenmodell ist das einfachste Modell für den Aufbau von Materie.

Es betrachtet Körper/Stoffe als Ansammlung unvorstellbar vieler kleinster Teilchen.

Es dient vor allem der Erklärung, nicht aber der Vorhersage einfacher physikalischer Phänomene, wie Aggregatzustand, Temperatur und Druck.

Allgemeines

Das Teilchenmodell besagt:

• Alle Stoffe sind aus unzähligen unsichtbar kleinen Teilchen aufgebaut: den kleinsten Teilchen
• Die kleinsten Teilchen eines bestimmten Stoffes sind alle identisch zueinander, unterscheiden sich aber von den kleinsten Teilchen anderer Stoffe
• Die Teilchen sind mehr oder weniger stark in Bewegung; je wärmer ein Stoff ist, desto schneller bewegen sich die Teilchen.

Folgende Beobachtungen lassen sich mit dem Teilchenmodell erklären:

• Die Aggregatzustände
• Die Temperatur
• Die Brownsche Molekularbewegung: ein Staubkörnchen auf einer Wasseroberfläche bewegt sich unter dem Mikroskop scheinbar von alleine hin und her
• Die Diffusion: Ein Gas oder gelöster Stoff verteilt sich von selbst in einem anderen Gas bzw. einer Flüssigkeit
• Der Druck: die kleinsten Teilchen stoßen sich voneinander ab und erzeugen dadurch eine Kraft
• Die Wärmeübertragung, insbesonder Wärmeleitung
• Der absolute Nullpunkt: Bei -273°C sind die Teilchen nicht mehr in Bewegung, deshalb kann sich der Stoff nicht weiter abkühlen.
• Die Komprimierbarkeit der Gase: Übt man auf Gas, das in einem geschlossenen Behälter ist, Druck aus, so wird das Volumen verringert. Dies lässt sich so erklären, das der große Abstand zwischen den Teilchen verringert wird. Wird der Druck immer mehr erhöht wird das Gas verflüssigt, weil die Teilchen dann nahe beieinander liegen. Das Volumen von Flüssigkeit kann fast gar nicht verringert werden.

Das Teilchenmodell selbst ist viel zu unspezifisch, um genaue Vorhersagen zu treffen. Für die aufgezählten Phänomene gibt es neben der Erklärung mit dem Teilchenmodell so genannte Naturgesetze mit denen man sie zwar nicht erklären, dafür aber berechnen kann.

kleinste Teilchen

Im Teilchenmodell sind die kleinsten Teilchen unspezifische, kugelförmige Teilchen. In Wirklichkeit handelt es sich dabei um Atome und Moleküle, die teilweise viel komplexer sind.

Für das Teilchenmodell ist die tatsächliche Gestalt aber unerheblich, da es nur der Erklärung dient.

Die kleinsten Teilchen ziehen sich untereinander an durch die so genannten Van-Der-Waalschen Kräfte oder auch Kohäsionskraft.

Die Temperatur bzw. Wärmeenergie macht sich als Bewegung der kleinsten Teilchen bemerkbar.

Der Aggregatzustand richtet sich nach dem Verhältnis von Kohäsionskraft und Energie bzw. Geschwindigkeit der Teilchen.

Nach dem Teilchenmodell ist die Kohäsionskraft einfach nur eine Anziehung der kleinsten Teilchen. Tatsächlich handelt es sich dabei um verschiedenste Kräfte, durch die Moleküle bzw. Atome aneinander haften, unter anderem Ionenbindung, Metallbindung und Wasserstoffbrückenbindung.

Weblink

• http://www.cornelsen.de/physikextra/htdocs/Teilchen2.html Java-Applet zu den Aggregatzuständen
• http://www.cornelsen.de/physikextra/htdocs/Teilchen1.html Java-Applet zu Brown'schen Molkular-Bewegung