Teilchenmodell

Alle Stoffe sind aus sehr kleinen Teilchen, den Atomen, Ionen und Molekülen aufgebaut. Den Aufbau von Stoffen kann man mit dem Teilchenmodell beschreiben. Seine Grundaussagen lauten:

1. Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen. Die Teilchen unterschiedlicher Stoffe sind in Masse und Größe verschieden. Die Teilchen eines Stoffes sind in Masse und Größe gleich. Die Teilchen sind immer sehr klein.
    
2. Zwischen den Teilchen ist leerer Raum. Je nach Aggregatzustand sind die Abstände zwischen den Teilchen verschieden groß.
    
3. Die Teilchen der Stoffe befinden sich in ständiger Bewegung. Die Geschwindigkeit der Teilchen ist von der Temperatur abhängig.
    
4. Zwischen den kleinsten Teilchen der Stoffe wirken anziehende Kräfte. Diese Anziehungskräfte besitzen nur eine geringe Reichweite.

Für diese Aussagen gibt es eine Reihe von experimentellen Beweisen und auch von Belegen aus dem täglichen Leben:

Löst man z.B. Zucker in Wasser, so kann man nach kurzer Zeit den Zucker nicht mehr sehen, ihn aber immer noch schmecken.
Auch nach dem Filtrieren ist die Lösung noch süß. Offensichtlich hat sich der Zucker im Wasser in sehr kleinen, mit bloßem Auge nicht sichtbaren Teilchen verteilt. Die Zuckerteilchen sind so klein, dass sie auch durch den Filter gelangen.

Luft mit den Hauptbestandteilen Stickstoff und Sauerstoff ist überall um uns vorhanden. Bei Wind oder Sturm spüren wir sie auch. Die Gase in der Luft sind für uns nicht sichtbar, aber vorhanden. Fängt Wasser an zu kochen, dann kann man den Wasserdampf (das gasförmige Wasser) sehen.

• Gibt man einige Tropfen Tinte in ein Glas mit warmem Wasser, ohne zu rühren, so verteilt sich die Tinte von selbst nach einiger Zeit im gesamten Wasser.
  Zigarettenrauch kann man in einem Raum an verschiedenen Stellen wahrnehmen. Dieses Durchmischen von Stoffen kommt zustande, weil sich die Teilchen aller Stoffe bewegen. Ursachen dafür sind die brownsche Bewegung und daraus resultierend die Diffusion von Stoffen.
   
• Eine Spiralefeder, z. B. aus Metall oder Kunststoff, kann man auseinanderziehen. Lässt man ein Ende los, so nimmt sie wieder ihre ursprüngliche Form an. Die Luft in einer Luftpumpe lässt sich zusammendrücken (aber nicht beliebig weit). Zwischen den Teilchen von Körpern wirken anziehende Kräfte.
  Die anziehenden Kräfte werden als Kohäsionskräfte oder als Adhäsionskräfte bezeichnet. Die Kohäsionskräfte wirken zwischen Teilchen eines Stoffes, die Adhäsionskräfte zwischen Teilchen verschiedener Stoffe.

Teilchenmodell und Aggregatzustände

Feste Körper, Flüssigkeiten und Gase bestehen zwar alle aus Teilchen, unterscheiden sich jedoch in ihrem Aufbau, ihrer Form und ihrem Volumen. Die Unterschiede sind in der Übersicht in Bild 2 zusammengestellt.

Das Teilchenmodell und seine Bedeutung

Wie jedes andere Modell ist auch das Teilchenmodell eine Vereinfachung der Wirklichkeit. Mit seiner Hilfe kann man das Form- und Volumenverhalten von Körpern deuten. Es gibt auch eine Reihe weiterer Erscheinungen, die man mit dem Teilchenmodell deuten kann. Dazu gehören:

• die Diffusion,
• die abnehmende Leitfähigkeit von Metallen beim Erhitzen,
• die Kohäsion, die Adhäsion und die Kapillarität,
• das Schmelzen und Erstarren, das Sieden und Kondensieren sowie das Verdunsten,
• die Volumenänderung von Körpern bei Temperaturänderung