Inhaltsverzeichnis

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Impressum

Vorwort

1. Einführung

2. Kern-Hülle-Atommodelle

3. Atomrechtecke statt Atomkugeln

4. Der Längsbau der Atome

4.1 Das längliche Goldatom

4.2 Beobachtung schwerer Atome

5. Zusammenfassung

6. Biografie

7. Abbildungsverzeichnis

8. Literaturverzeichnis

DAS LÄNGLICHE GOLDATOM

DER LÄNGSBAU DER SCHWEREN ATOME

HELMUT ALBERT

Impressum

Titel: Das längliche Goldatom

2. überarbeitete Ausgabe, Nov. 2021

Untertitel: Der Längsbau der schweren Atome

Erstausgabe 2020

Cover: Goldatome Au-197

Texte und Illustrationen: Helmut Albert

© Copyright. Alle Rechte vorbehalten

Verlag:

Helmut Albert, Talstraße 63, 79102 Freiburg; Germany

hel.albert@t-online.de

Vorwort

Das vorliegende E-Book ist die digitale und überarbeitete Ausgabe der Printausgabe von 2020, „Das längliche Goldatom“.

Lange Zeit war es undenkbar, Atome und Moleküle optisch wahrnehmen zu können. Mittlerweile ist es möglich, mit speziellen Elektronenmikroskopen einzelne Atome eines winzigen Partikels zu lokalisieren und von anderen Atomen zu unterscheiden. Ebenso kann man Schwingungen einzelner Atome aufzeichnen und daraus Schlüsse auf die ungefähre Atomform ziehen. Dennoch bleibt die konkrete Form der Atome und der Atombausteine mit noch so aufwändiger Technik unsichtbar. Wie sehen Atome wirklich aus?! Welche Form oder Struktur haben sie!? An dieser Stelle muss die theoretische Physik ansetzen. Dabei ist man auf Fakten und Informationen zu Teilchen und Systemen angewiesen. Man muss Ursache und Wirkung unterscheiden. Selbst der Teilchenphysik unterlaufen hierbei Fehler und Irrtümer. Manche Irrtümer können sich über lange Zeiträume halten und werden manchmal erst durch einen Zufall aufgeklärt. Mit der vorliegenden überarbeiteten und digitalisierten Abhandlung, bei der es um die Form und Struktur schwerer Atome geht, hoffe ich einen Beitrag zum Verständnis des „wirklichen“ Atomaufbaus zu leisten.

Helmut Albert, Freiburg im November 2021

1. Einführung

Nach den Kern-Hülle-Atommodellen, zu denen auch das heutige Orbitalmodell zählt, ist der kugelartige Atomkern eines Atoms von einer Atomhülle mit Elektronen umgeben. Schon vor mehr als 100 Jahren verglichen die Begründer der ersten Kern-Hülle-Atommodelle Ernest Rutherford (1871-1937) und Niels Bohr (1885-1962) Atome mit kleinen Planetensystemen, an die man sich auch mit den heutigen Atomvorstellungen noch erinnert sieht. Von Atomkugel-Vorstellungen ist heute noch die gesamte Physik und Chemie geprägt. Suchanfragen im Internet zum Begriff „Atome“ zeigen ein riesiges Spektrum an Atomkugeln in allen möglichen Zusammenhängen. Atomkugeln scheinen das A und O in Chemie und Physik zu sein. Dabei sind diese Atomkugeln nicht nur Platzhalter, sondern werden als tatsächliche Form der Atome bzw. Atomkerne betrachtet.

Mit dem heutigen Wissen um die Rotationseigenschaften der Protonen und Neutronen, muss man aber zu einem völlig anderen Atomaufbau und einer anderen Grundform der Atome kommen. Dabei reicht es nicht aus, das Kern-Hülle-Atommodell da und dort zu modifizieren, wie es bisher der Fall war. Notwendig ist eine völlige Abkehr von der bisherigen Vorstellung des konzentrischen Atomaufbaus mit einem zentralen Atomkern und einer äußeren Atomhülle. Der erste Teil dieser Abhandlung vermittelt deshalb kurz die bisherige Vorstellung vom kugelartigen Atomaufbau, um dann im folgenden Teil die neue Atomaufbau-Theorie zu vermitteln. Atome bauen sich danach planar und schachbrettartig zu Atomrechtecken auf. Dabei steht die Rotationseigenschaft, bzw. der Spin der Nukleonen als Grundlage der Atomstruktur im Zentrum der Betrachtung. In der Weiterführung steht im nächsten Teil der Aufbau der schweren Atome ab der 4. Periode des PSE im Fokus. Es wird erklärt, warum die schweren Atome einen Längsbau aufweisen. So besteht das schwerste bekannte, radioaktive Atom Oganesson aus 42 Siebenerreihen. Im daran anschließenden Teil wird am Beispiel des Goldatoms Au 197 und seiner Isotope der Atom-Längsbau erklärt und dargestellt. Dabei wird auf die Wertigkeiten und Eigenschaften des Elements Gold eingegangen. Abschließend wird über Experimente von Forschern berichtet, die schwere Atome beobachteten, die nachweislich keine Kugelform aufweisen. Die Theorie des geschilderten Längsbaus schwerer Atome scheint sich durch diese Berichte zu bestätigen.

2. Kern-Hülle-Atommodelle

Schon mit dem ersten Atommodell des 20. Jahrhunderts von J. J. Thomson (1856-1940) wurde das Atom als Atomkugel gesehen. Danach wurde eine elektrisch positive Grundladung von den elektrisch negativen Elektronen des Atoms ausgeglichen. Der eigentliche Unterschied des folgenden Kern-Hülle-Atommodells Ernest Rutherfords bestand darin, dass die Ladung nicht mehr homogen verteilt war, sondern voneinander getrennt in einer Atomkern-Kugel und einer Atomhülle. Diese Atom-Vorstellung lehnte sich an das Bild eines Planetensystems an. Daran anknüpfend baute Rutherfords Schüler Niels Bohr das Rutherfordsche Atommodell weiter aus und schuf mit seinem „Aufbauprinzip“ 1921 berechenbare Grundlagen für die Bindungen von Atomen. Dabei orientierte er sich am Periodensystem und der bekannten Periodizität der Elemente. Bohrs Elektronensystem der Atomhülle erscheint wie ein Spiegelbild des Protonenaufbaus im PSE, zumindest im Grundzustand der Atome. Jedes Elektron erscheint als Gegenstück eines Protons, während jede Periode des PSE in einer Hauptschale verkörpert wird. Die Zeit dieser ersten Atommodelle war auch