Elektron, Das

Nachdem klassische Atomtheorien bis hin zur Daltonschen Atomtheorie 1803 von Atomen als kleinste Teilchen ausgehen, stellte die Wissenschaft am Ende des 19. Jahrhunderts fest, dass Atome selber aus noch kleineren Teilchen bestehen. Experimente mit elektrischem Strom führten zur ersten Entdeckung eines dieser Teilchen. Michael Faraday experimentierte 1832 mit Elektrolyseaufbauten, bei denen aus Lösungen von Salzen (Ionen) Feststoffe (Elemente) entstanden. Die Menge an entstandenen Feststoffen lies sich auf die Menge an eingesetztem Strom zurückführen. Der Strom hatte also direkten Einfluss auf das Entstehen von Elementen.

George Johnstone Stoney schloss auf Basis dieser Arbeiten 1874 auf die Existenz von elektrischen Ladungsträgern in den Atomen. Er nannte sie Elektronen.

1897 ermittelte Joseph Thomson durch Versuche mit einer Kathodenstrahlröhre das Verhältnis zwischen Ladung und Masse eines Elektrons. 1909 stellte Robert Millikan durch seinen Öltropfenversuch fest, dass die Elementarladungen der Elektronen negativ sein müssen. Man benutzt deshalb für Elektronen das Zeichen e-. Aus der Masse und Ladung eines Elektrons lässt sich die Elementarladung (kleinste übertragbare Ladung) errechnen. Sie beträgt für das Elektron 1.7588·108C/g. Damit ist das Elektron das bei weitem leichteste Teilchen, mit dem sich die Chemie beschäftigt.

Bei der Elektrolyse von Zinkbromid entsteht Zink aus Zinkionen und Brom aus Bromidionen. Mit Hilfe der Faraday-Konstante lässt sich aus der erhaltenen Stoffmenge auf die Strommenge schließen und umgekehrt. [Bild 1]

Das 1. Faradaysche Gesetz besagt dabei, dass bei einer Elektrolyse die entstehenden Stoffmengen proportional zur Strommenge sind, die durch die Lösung geflossen ist. Einfacher ausgedrückt: Je mehr Strom durch die Lösung fließt, desto mehr an Produkten erhält man.

Das 2. Faradaysche Gesetz besagt, dass zur Entstehung von 1 mol eines Teilchens eine Ladungsmenge 96485 Coulomb erforderlich ist.

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