Bouw van het atoom

Bron: 12.1
De bouw van het atoom
Iedere stof is opgebouwd uit zijn eigen soort
moleculen. Moleculen zijn groepen bij elkaar
horende atomen. Atomen zijn de kleinst mogelijke
deeltjes waaruit de stof is opgebouwd. Het zijn de
bouwstenen van alle stoffen.Volgens Rutherford
is een atoom opgebouwd uit een kern (met
protonen en neutronen) met daaromheen een
elektronenwolk. Als de kern ongeveer de grootte
van een mug op de middenstip van een
voetbalstadion zou zijn, dan zou de
elektronenwolk ongeveer de rest van het stadion
zijn.
Bouw van het atoom
Het atoom bestaat uit:
een positief geladen kern, opgebouwd uit protonen en neutronen, en een wolk van
negatief geladen elektronen die rond de kern bewegen.
De positieve lading van een proton, 1+, is even groot als de negatieve lading van een
elektron, 1-. De lading van een neutron is 0.
Het aantal protonen (positieve deeltjes in de kern) is gelijk aan het aantal elektronen
(negatieve deeltjes rond de kern)
Helium atoom = kern met 2 protonen en 2 neutronen met eromheen draaiend 2
elektronen
Lithium atoom = kern met 3 protonen en 4 neutronen met eromheen draaiend 3
elektronen
De afbeeldingen van het heliumatoom en het lithiumatoom kun je met ronddraaiende
elektronen bekijken op de volgende site:
http://webhost.ua.ac.be/elmc/versie_nl.html
Ga op deze site naar scheikundecursus voor beginners.
Het atoomnummer van een element is het rangnummer van het element in het
periodiek systeem.
Het atoomnummer geeft het aantal protonen in de kern aan en het aantal elektronen
rond de kern.
Het massagetal geeft de massa aan van het atoom. De massa van een proton en
een neutron is vrijwel gelijk (1,66.10 –27 kg). Aangezien de elektronen een
verwaarloos-bare massa (9,22.10 –32 kg) hebben, is de atoommassa dus de som van
de massa van de kerndeeltjes (protonen + neutronen)
Bijvoorbeeld:
Helium heeft atoomnummer 2.
Dit betekent dus dat He 2 elektronen rond de kern heeft.
Dit betekent dus dat He 2 protonen in de kern heeft.
Het massagetal van He = 4,00
Dit betekent dat de kern 4 deeltjes bevat.
Aangezien het atoomnummer reeds aangeeft dat er 2 protonen in de kern zitten,
moeten er ook nog 4-2 = 2 neutronen zijn.
Dus: het aantal neutronen in de kern is het massagetal min het aantal protonen.
De voorstelling van een atoom
Teneinde deze gegevens per atoom weer te geven kun je als volgt te werk gaan:
voor het symbool van het element noteer je bovenaan het massagetal en onderaan
het atoomnummer.
bijv. voor Helium wordt dit dan
en voor Titanium wordt dit dan
Isotopen
Een bepaald element heeft een bepaald aantal protonen in de kern. Dit is voor ieder
element onveranderlijk. Als je het aantal protonen verandert krijg je een ander
element, maar het aantal neutronen kan wel verschillen.
Dus de atomen van een bepaald element hebben altijd hetzelfde atoomnummer,
maar het massagetal, dat de som is van het aantal protonen en neutronen, kan wel
verschillen.
Atomen met een gelijk atoomnummer en met verschillend massagetal
worden isotopen genoemd.
Isotopen zijn chemisch identiek, maar fysisch verschillend.
Voorbeelden:
Helium komt voor in de vorm van 2 isotopen: He met massagetal 2 (2
protonen + 1 neutron) en Helium met massagetal 4 (2p + 2n).
Van zuurstof bestaan er 3 isotopen: de atoommassa's zijn 16, 17 en 18 en de
respectievelijke percentages zijn 99,756% - 0,039% en 0,205%
In de tabellen wordt de relatieve atoommassa weergegeven: dit is de
gemiddelde waarde van de atoommassa zoals het element met zijn isotopen
in de natuur voorkomt.
Meestal wordt in de chemie gewerkt met afgeronde waarden voor de
atoommassa.
Bijv:
waterstof H heeft atoommassa 1
koolstof C heeft atoommassa 12
stikstof N heeft atoommassa 14
zuurstof O heeft atoommassa 16
chloor Cl heeft atoommassa 35,5
Ionen
Zoals eerder gezegd is een atoom in normale omstandigheden neutraal van lading.
Het komt echter ook voor dat een atoom een positieve of een negatieve lading heeft.
Dat houdt in dat een atoom één of meerdere elektronen te veel of te weinig heeft,
waardoor de lading van de protonen niet met de lading van de elektronen overeen
komt. Atomen met een positieve of negatieve lading noemt men ionen. Een ion
ontstaat doordat een atoom bijvoorbeeld veel elektronen heeft en daardoor weinig
aantrekkingskracht op de buitenste elektronen uitoefent. Als er dan een atoom met
weinig elektronen tegenaan botst, die een veel grotere aantrekkingskracht heeft,
omdat er minder elektronen zijn en de afstand tot de kern kleiner is, dan zal het
elektron van het grote naar het kleine atoom over gaan. Hierdoor krijgt het grote
atoom een positieve lading, want die heeft een elektron afgestaan en het kleine
atoom een negatieve lading, want die heeft er een extra elektron bij gekregen.
Hierbij heb je de vuistregel dat metalen positief zijn in ionvorm en niet metalen negatief. Wanneer een metaalion en
een niet-metaalion bij elkaar één stof vormen noemt men dat
een zout. Een voorbeeld hiervan is natriumchloride, oftewel
zout, dit bestaat uit een positief natriumion en een negatief
chloorion.
Als de lading van een ion bijv. 2- is, dan is het aantal
elektronen twee meer dan het aantal protonen.
Het feit dat atomen of groepen van atomen elektronen kunnen afstaan kom je ook
tegen in de bronnen 6.1 t/m 6.6 en 7.1 en 7.2. Daar ontstaat door de
elektronenafgifte een elektrische stroom.
Ook tussen moleculen bestaan aantrekkingskrachten. Deze krachten noemen we
vanderwaalskrachten. De vanderwaalskrachten zijn het sterkst in een vaste stof en
bijna nihil in een gas.
Internetbronnen:
http://www.wanadoo/hoewerkthet/alfareg/basisbegrippen_atoombouw.html
http://project.kahosl.be/chemie/basiscursus/de_materie/atoommodel.htm
http://members.home.nl/rftmvandiem/atoombouw.html