1

Democritos460 – 370 v. Chr.

Alle materie is opgebouwd uit zeer kleine niet meer verder te splitsen deeltjes

Dalton1766 - 1844

Hoofdstuk 1: De fijnstructuur van atomen

1.3 fijnstructuur van de elektronenmantel HERHALING

massief •homogeen•neutraal •massa en volume, kenmerkend voor de soort

2

Omschrijving atoommodelSchematische voorstelling

voor het natriumatoom

Thomson1856 - 1940

Rutherford1871 - 1937

Bohr1885 - 1962

massief• heterogeen• neutraal bolletje

• + grondmassa , met lichte e- ingebed aan de buitenkant positieve materie

+

elektron

+

++

+

+

++

+

+

+

Atoom =•kern (± ganse massa van het atoom)• e- -wolk

1

000100

10

10

diam.kern

atoom diam.15

10

m

m

elektronkern

+

In kern: 11 p+ en 12 n0

Rond kern: 11 e-

• Elektronen bewegen op schillen, rond de kern K L M

3

de verbranding van aardgaselektrische ontlading in natriumdamplampen

bij straatverlichting.

Noorderlicht (leestekst 1) vuurwerk (leestekst 2)

Het atoommodel van Bohr - p52

4

• Experimenten met de handspectroscoop• Onderzoek achtereenvolgens

– Zonlicht– Gloeilamplicht

– Een rode /groene/ een fluofluokleurige oplossing

– Het TL-licht– Het neonlampje

Het atoommodel van Bohr - p52

5

6

A Practicum – vlamproeven

NaCl :

BaCl2 :

CaCl2 :

CuCl2 :

LiCl :

KCl :

Het atoommodel van Bohr - p52

geel

groen-geel

rood-oranje

groen met blauwe rand

rood

paars

Conclusie:

De verschillende metaalzouten zenden een verschillende kleur uit, na activatie in een vlam.

Dit komt door de verschillende bouw van de metaalatomen in deze zouten.

7

Elaag

Elaag

Ehoog

8

applets

• Spectra van alle elementen o.a. Ne

• Spectra van gassen (ugent)

• Spectra van gasontladingen

• Absorptie en emissie

• (de laser als coherente lichtbron)

9

p.53

10

• 1913: atoommodel door Niels Bohr verband tussenlichtemissies en structuur elektronenwolk

toevoer van energie atoom is in aangeslagen (geëxciteerde) toestand

atoom is onstabiel en wil terug naar grondtoestand: de elektronen vallen terug van een plaats met hoge energie naar een plaats met lage energie.

Het energieverschil, het energiepakketje komt vrij door afgave van lichtenergie.

Niels BOHR 1885 - 1962

• atomen van eenzelfde stof zenden steeds eenzelfde kleurensamenstelling uit, na opname van energie

p.54

11

• volgens Rutherford: elektronen mogelijk op vele plaatsen in elektronenwolk continu spectrum

• vaststelling: discontinu spectrum : slechts één of enkele kleuren

• verklaring Bohr : beperkt aantal kleuren

beperkt aantal golflengten,

beperkt aantal welbepaalde uitgezonden energiepakketjes ΔE elektronen bevinden zich op welbepaalde plaatsen rond de kern !

12

Besluiten: het atoommodel van Bohr

• elektronen niet om het even waar in e-wolk

elektron bezit een welbepaalde energieinhoud

hoe dichter bij de kern, hoe lager de energieinhoud

• Dus: atoommodel van Bohr (1913)

• Rond de kern: 7 mogelijke energieniveaus (schillen) :e- op dezelfde schil hebben eenzelfde energieinhoud

• Schillen hebben schilnummer n (van 1 tot en met 7)

• Schillen worden ook, beginnend vanaf de kern, aangeduid met letters K, L, M, N, O, P en Q

• Op elke schil maximaal 2n2 elektronen – nooit meer dan 32 !

• Elektronen zo dicht mogelijk bij de kern (energetisch laagste toestand): = principe van minimale energie.

p.54

13

Lijnenemissiespectra

Natrium

Lithium

Kalium

Calcium

Barium

Koper

14

H-spectrum

15

p. 54

16

http://www.walter-fendt.de/ph14nl/bohrh_nl.htm

171868 - 1951 Bohr Sommerfeld

A Verfijnde spectraalanalyse

• ‘brede spectraallijnen’ zijn samengesteld uit zeer dicht op elkaar gelegen ‘smalle’ lijntjes,

• Sommerfeld interpreteerde dit als een opsplitsing van de 7 hoofdenergieniveaus in een aantal subniveaus

• sharp, principal, diffuse en fundamental duidelijkheid

Het atoommodel van Bohr – Sommerfeld p.54

18

• energies < energiep < energied < energief

• maximaal aantal elektronen in

s-subniveau 2

p-subniveau 6

d-subniveau 10

f-subniveau 14

• maximaal aantal subniveaus in eenzelfde schil = 4

• aantal subniveaus in een schil = n

Verband tussen atoommodel van Bohr en atoommodel van Sommerfeld

2n2n

19

Totaaloverzicht van de subniveaus volgens Sommerfeld

schilnaam schilnummer max. aantal e-

2n2 subniveaus max. bezetting

K-schil

L-schil

M-schil

N-schil

O-schil

P-schil

Q-schil

n = 1

n = 2

n = 3

n = 4

n = 5

n = 6

n = 7

2

8

18

32

32

32

32

1s

2s 2p

3s 3p 3d

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f

6s 6p 6d 6f

7s 7p 7d 7f

2

2 6

2 6 10

2 6 10 14

2 6 10 14

2 6 10 14

2 6 10 14