Teilchenmodell

1. Teilchenmodell Modelle helfen uns zu verstehen, was auf der Ebene der kleinsten Teilchen geschieht.

2. Kleinste Teilchen • Wenn Alkohol und Wasser ineinander gelöst werden, fällt auf, dass nach dem Mischen nicht die doppelte Volumenmenge vom Gemisch vorhanden ist. • Wir stellen uns vor, dass die beiden Flüssigkeiten aus lauter gleichgrossen, kugelförmigen kleinsten Teilchen, die wir unter keinen Umständen sehen können, bestehen. Chemie M. Hügli

3. Chemie M. Hügli

4. Modelle • Ein Modell hilft uns zu verstehen, wie es in der Ebene der kleinsten Teilchen aussehen könnte: • Wir stellen uns vor, dass die kleinsten kugelförmigen Teilchen des Alkohols grösser sind als diejenigen des Wassers. Somit füllen die Teilchen des Wasser diejenigen des Alkohols aus. Chemie M. Hügli

5. Chemie M. Hügli

6. Modelle • Es muss ähnlich funktionieren wie beim Zusammenschütten von Holzkugeln und Salzkörnern. • Die Salzkörner füllen dabei die Lücken zwischen den Holzkugeln. • Modelle helfen uns, komplexe Sachverhalte zu verstehen. Sie sind aber immer nur ein Abbild der Wirklichkeit. Chemie M. Hügli

7. Modelle • Beispiel eines Modells: • Das Modellauto ist ein Modell eines echten Autos. • Das Modell zeigt uns zwar Farbe und Form und lässt sich nutzen um eine optimale Aerodynamik zu entwickeln. • Das Modell hat aber gegenüber der Wirklichkeit viele Einschränkungen: Chemie M. Hügli

8. Modelle • So sehe ich dem Modellauto nicht an, wie stark der Motor in Wirklichkeit ist, wie sich die Türen verschliessen lassen, wie hoch der Benzinverbrauch ist und vieles mehr. • Trotzdem hilft uns aber das Modell einen Eindruck der Realität zu bekommen. So könnten wir mit Hilfe eines Modellautos einem Ausserirdischen schon recht genau erklären, was ein Auto ist. Chemie M. Hügli

9. Modelle • So bedienen wir uns auch in der Chemie an Modellen: Chemie M. Hügli

10. Das Kugelteilchenmodell • Das Kugelteilchenmodell besagt, dass sämtliche Stoffe auf der Welt aus kleinsten, unteilbaren, innerhalb eines Stoffes gleich grossen Kugeln bestehen. • Diese kleinsten Teilchen sind aber so klein, dass noch nie jemand ein solches Teilchen gesehen hat, darum sprechen wir von einem Modell. Chemie M. Hügli

11. Kugelteilchenmodell Wasser H2O Alkohol (Ethanol) C2H6O Chemie M. Hügli

12. Diffusion • Die kleinsten Teilchen bewegen sich dauernd. • Je wärmer ein Stoff ist, umso heftiger bewegen sich die kleinsten Teilchen. • Solange der Stoff eine Temperatur über -273°C hat, also über dem absoluten Nullpunkt von 0° Kelvin liegt, bewegen sich die Teilchen dauernd. Chemie M. Hügli

13. Diffusion • Diese Bewegung ist dafür verantwortlich, dass sich Stoffe ohne äussere Kräfte ineinander vermischen. Man nennt diesen Vorgang Diffusion. • Beispiele: Kaliumpermanganat (färbt Wasser ganz stark) wird in ein mit Wasser gefülltes Gefäss gegeben. Ohne zu rühren verteilt sich der Farbstoff mit der Zeit im ganzen Gefäss. Chemie M. Hügli

14. Diffusion Chemie M. Hügli

15. Diffusion • Ein weiteres Beispiel der Diffusion: • Im Raum wird eine Parfümflasche offen hingestellt. Obwohl der ganze Raum geschlossen ist und sich die Luft im Raum drinnen nicht bewegt, kann man trotzdem sehr bald den Duft des Parfüms im ganzen Raum riechen. Chemie M. Hügli

16. Aggregatzustände • Auch die Aggregatzustände lassen sich anhand des Kugelteilchenmodells erklären: • Je wärmer ein Stoff ist, umso schneller bewegen sich die kleinsten Teilchen. • So lässt sich auch erklären, warum die Abstände der kleinsten Teilchen bei festen Stoffen kleiner, bei flüssigen grösser und bei gasförmigen Stoffen am grössten sind. Chemie M. Hügli

17. Aggregatzustände gasförmig verdampfen sublimieren kondensieren flüssig schmelzen erstarren resublimieren fest Temperaturzunahme Chemie M. Hügli

18. Aggregatzustände • Zwischen den kleinsten Teilchen herrschen starke Anziehungskräfte. • Diese Anziehungskräfte zwischen den Teilchen sind im festen Zustand am grössten und nehmen mit der Zunahme der Temperatur ab. • Je stärker die Anziehungskräfte zwischen den Teilchen ist, umso härter ist der Stoff und umso höher seine Schmelztemperatur. Chemie M. Hügli

19. Aggregatzustände • Weil die kleinsten Teilchen bei festen Stoffen eng beieinander liegen lassen sich feste Stoffe nur schwer zusammendrücken. Chemie M. Hügli

20. Schmelz- und Siedepunkt • Wenn wir einen festen Stoff erwärmen, beginnt er bei einer bestimmten Temperatur zu schmelzen. • Auch wenn wir immer weiter erhitzen, ändert sich die Temp. während des Schmelzens nicht. Chemie M. Hügli

21. Schmelz- und Siedepunkt • Erklärung: Die Wärmeenergie wird gebraucht, um die Abstände zwischen den kleinsten Teilchen grösser werden zu lassen, also um die Bewegung der Teilchen zu vergrössern. • Die kleinsten Teilchen selbst verändern sich beim Wechseln der Aggregatzustände nie. Auch sind sie selber nie fest, flüssig oder gasförmig. Chemie M. Hügli