Het atoommodel van Rutherford

Niels v. Arkel

A1A MNT

Docent: R. Schmidt

Corlaer College

22 Maart

Inhoud

Inleiding Blz. 2

Afmetingen van een atoom. Blz. 3

De deeltjes van een atoom. Blz. 4

IJzeratoom VS chlooratoom. Blz. 5

IJzeratoom VS ijzer-ion. Blz. 6

Isotopen Blz. 7

Hoe kwam Rutherford bij zijn model? Blz. 8

De geschiedenis van Rutherford Blz. 9

Conclusie Blz. 10 & 11

Bronnenlijst Blz. 12

Logboek Blz. 13

1

Inleiding

In dit verslag wordt uitgelegd hoe een atoom in elkaar zit met behulp van

het atoommodel van Rutherford. Om dit duidelijk te doen worden de

volgende vragen beantwoorden:

Wat is een atoom en hoe zit deze in elkaar?

● Wat zijn de afmetingen van een atoom? Deze paragraaf wordt benoemd als Afmetingen van een atoom.

● Wat zijn de deeltjes waaruit een atoom bestaat? Dit wordt benoemd als De deeltjes van een atoom.

● Wat zijn de verschillen tussen een ijzeratoom en een chlooratoom? Dit wordt benoemd als IJzeratoom vs. chlooratoom.

● Wat zijn de verschillen tussen een ijzeratoom en ijzer-ion? Dit wordt benoemd als IJzeratoom vs. ijzer-ion.

● Wat zijn isotopen? Dit wordt benoemd als Isotopen.

Er wordt ook uitgelegd hoe Rutherford bij zijn model kwam en wat zijn

geschiedenis is. Dit wordt benoemd als

● Hoe kwam Rutherford bij zijn model? ● De geschiedenis van Rutherford.

2

Afmetingen van een atoom

Er zijn verschillende atomen. Ze zijn ook niet allemaal even groot. Wat ze

wel gelijk hebben, is dat ze klein zijn; heel klein. Om de afmeting van een

atoom te kunnen weergeven moeten we dus ook kleinere eenheid

hebben. Men gebruikt daarvoor picometers. Een picometer is 1 miljardste

van een millimeter. Oftewel 0,000000001 millimeter.

Wat atomen verder gelijk hebben, is dat ze bolvormig worden

voorgesteld. Zo heeft een waterstofatoom een radius van 53 picometer en

een cesiumatoom een radius van 298 picometer.

Alle atomen die op de wereld voorkomen, zijn samengevat in het

periodiek systeem der elementen die hieronder is weergegeven.

De elementen met hun radius. Grijs betekent dat er een gebrek aan

gegevens is.

3

De deeltjes van een atoom

Een atoom bestaat uit verschillende deeltjes. Een kern bestaat uit

protonen en neutronen. Buiten die kern zweven ook nog elektronen. Deze

elektronen draaien rondjes om de kern. Tussen die elektronen en de kern

zit helemaal niks.

Protonen en neutronen hebben natuurlijk ook weer hun eigen radius. Zo

zijn protonen en neutronen 0,001 picometer groot. Een elektron heeft

geen radius omdat het zowel een golf als een deeltje is. Een elektron

gedraagt zich als een deeltje maar beweegt als een golf en een golf heeft

geen radius.

Op deze afbeelding kan je duidelijk zien

waar de elektronen, protonen en neutronen

zich ten opzichte van elkaar bevinden.

4

IJzeratoom vs. Chlooratoom

Wat is het verschil tussen twee verschillende atomen?

Het verschil tussen een ijzeratoom en een chlooratoom is hun

atoomnummer. Het atoomnummer zegt iets over het aantal protonen in

de kern van het atoom. Een ijzeratoom heeft een atoomnummer van 26

oftewel een ijzeratoom bestaat uit 26 protonen. Een chlooratoom heeft

een atoomnummer van 17 en bestaat dus uit 17 protonen.

Het atoomnummer is ook handig om te weten omdat je er ook meteen

het aantal elektronen mee weet. Er zitten namelijk evenveel elektronen

als protonen in een atoom.

Het aantal neutronen in een atoomkern kan per atoomsoort verschillen.

We spreken dan van verschillende isotopen van een atoomsoort. Hierover

later meer. Het aantal protonen en neutronen in de atoomkern samen bepaalt de massa van het atoom en daarmee het massagetal.

In bovenstaande figuur is dit weergegeven. Het Helium (He) atoom

bijvoorbeeld heeft atoomnummer 2: het atoom bezit 2 protonen en 2

elektronen.

Het verschil tussen een ijzeratoom en een chlooratoom is dus dat een

ijzeratoom uit meer protonen en elektronen bestaat dan een chlooratoom.

5

IJzeratoom vs. ijzer-ion

Zoals in het vorige hoofdstuk aangegeven, bestaat een atoom uit

evenveel protonen als elektronen. Dit kan ook anders zijn. De elektronen

zitten namelijk nergens aan vast en kunnen dus gestolen worden door

een andere atoom zodra er een chemische reactie is.

Een atoom is op zichzelf neutraal omdat er evenveel positieve deeltjes

(protonen) als negatieve deeltjes (elektronen) zijn. Maar zodra er een

elektron gestolen wordt, wordt het atoom positief geladen. Dit komt,

omdat een elektron negatief geladen is. Maar als het atoom zelf een

elektron steelt wordt het atoom negatief geladen, omdat hij er dan een

elektron bij krijgt. Als een atoom meer of minder elektronen heeft dan

zijn atoomnummer dan noem je het atoom een ion.

Het vermogen van een atoom om 1 of meerdere elektronen op te nemen

of af te staan is afhankelijk van zijn plek in het periodiek systeem. In

bovenstaande figuur is dit weergegeven.

Het verschil tussen een ijzeratoom en een ijzer-ion is dus dat een

ijzeratoom altijd dezelfde hoeveel elektronen als protonen heeft terwijl

een ijzer-ion altijd minder elektronen heeft dan protonen.

6

Isotopen

Je noemt een atoom een isotoop wanneer er minder of meer neutronen in

de atoomkern zitten dan protonen. Het is nog steeds een atoom wanneer

het aantal neutronen verschillen van het aantal protonen. Het atoom is

alleen wat licht of zwaarder. Dus het massagetal verandert ook. Sommige

isotopen hebben ook een eigen naam zoals de isotopen van waterstof. Als

een waterstofatoom één neutron teveel heeft, heet dat een deuterium. Als

een waterstofatoom twee neutronen teveel heeft dan heet dat een tritium

en als een waterstofatoom geen neutronen heeft dan heet dat een

protium. In onderstaande figuur is dit weergeven.

7

Hoe kwam Rutherford bij zijn model?

De belangrijke doorbraak kwam bij een

experiment. Het goldfoil experiment. Het experiment ging als volgt: Rutherford

wilde alfadeeltjes (alfadeeltjes zijn nog

kleiner dan atomen en worden gemaakt

door een alfadeeltjes transmitter) door

een dunne gouden folie schieten. De

alfadeeltjes zouden dan een ring raken

die gemaakt was van een stof die flitst

als een alfadeeltje het raakt.

Rutherford’s hypothese was dat de alfadeeltjes recht door het gouden

folie heen zouden gaan en dat je zou zien dat de ring op één plek werd

geraakt. Er gebeurde echter iets heel anders. In plaats van dat alle

alfadeeltjes gewoon rechtdoor gingen, kwamen er ook alfadeeltjes op

hele andere plaatsen op de ring.

Omdat er alfadeeltjes door de folie heen konden concludeert Rutherford

dat er lege ruimte tussen de atomen moest zitten. Omdat er ook

alfadeeltjes niet door het gouden folie heen gaan concludeert Rutherford

dat er ook iets hards in het atoom moet zit. Rutherford concludeert ook

dat er iets in die kern zit wat positief geladen is omdat de alfadeeltjes, die

positief geladen zijn, een klein beetje worden afgebogen.

Hiernaast kan je zien waar

Rutherford waarschijnlijk aan

heeft gedacht.

Rutherford kwam dus op zijn model door het gouden folie experiment.

8

De geschiedenis van Rutherford

Rutherford is geboren in 1871 in Nieuw Zeeland. Hij was al vanaf zijn

jeugd nieuwsgierig en hield van nieuwe technologieën. Hij hield er ook

altijd al van om zijn eigen kleine experimentjes uit te voeren. Hij

studeerde bij de Canterbury college waar hij zijn passie voor onderzoeken

voort kon zetten. Nadat hij klaar was met studeren ging hij naar

Cavendish lab in Cambridge.

Hij was hier precies op tijd,

want hij kon net zien hoe

Thompson de elektron

ontdekte. Hij geloofde gelijk

in het bestaan van dingen

kleiner dan atomen. In 1998

ging hij weg bij Cambridge

om professor te worden bij

de McGill universiteit in

Montreal. In 1907 ging hij

terug naar Engeland om daar

zijn beroemde gouden folie

experiment uit te voeren.

Rutherford won in 1908 de nobelprijs voor zijn onderzoek naar het uiteenvallen van elementen en de scheikunde van radioactieve stoffen.

Rutherford ontdekte in de oorlog de unidirectionele hydrofoon. Hiermee

kon je onderzeeërs horen via hun piepende geluid. Een tijdje na de oorlog

kreeg Rutherford het voor elkaar om van een stikstofatoom een

zuurstofatoom te maken door een proton aan de atoomkern toe te voegen

met een protonversneller. In 1928 ging hij aan de slag met een

proton-versneller. Voor de eerste keer was er een nucleaire test geweest

voor kunstmatige bedoelingen. Hij overleed op 19 oktober, 1937. Hij was

pas 66 jaar oud.

9

Conclusie

In de conclusie wordt antwoord gegeven op de hoofdvraag maar eerst

komt er een samenvatting over de deelvragen.

Afmetingen van een atoom

Er is hier uitgelegd dat picometer een miljardste van een millimeter is en

dat niet alle atomen even groot zijn.

De deeltjes van een atoom

Er is hier uitgelegd dat een atoom bestaat uit protonen, neutronen en

elektronen. Ook is er hier uitgelegd dat protonen en neutronen 0,001

picometer zijn en dat elektronen geen radius hebben, omdat het zowel

een golf als een deeltje is.

IJzeratoom vs. chlooratoom

Er is hier uitgelegd dat een atoomnummer het aantal protonen in een

atoom zijn en dat je met het atoomnummer en het massagetal de

hoeveelheid neutronen in een atoom kan uitrekenen. Het verschil tussen

atomen is dat er in de ene atoomkern meer protonen zitten.

IJzeratoom vs. ijzer-ion

Er is hier uitgelegd dat je een atoom een ion noemt wanneer er meer of

minder elektronen dan protonen zijn. Ook is er hier uitgelegd dat atomen

normaal neutraal zijn maar dat ze positief of negatief geladen kunnen

worden, omdat er elektronen weg kunnen gaan of er juist bij kunnen

komen. Het verschil was dat ijzeratomen evenveel protonen als

elektronen hebben en dat bij ijzer-ionen er minder of meer elektronen zijn

dan protonen.

Isotopen

Er is hier uitgelegd dat bij isotopen het aantal neutronen in de kern van

een atoom kunnen verschillen. Het is dan nog steeds hetzelfde atoom

maar dan wat lichter of zwaarder. Ook is hier hier uitgelegd dat er voor

verschillende waterstof isotopen namen zijn verzonnen.

Hoe kwam Rutherford bij zijn model?

Er is hier uitgelegd dat hij bij zijn model kwam via een goldfoil experiment waarin hij erachter kwam dat er een lege ruimte in atomen moest zitten

en dat er een harde, positief geladen kern is.

De geschiedenis van Rutherford

Er is hier vertelt dat Rutherford in 1871 is geboren, dat hij naar veel

verschillende universiteiten is gegaan, voor de oorlog dingen heeft

uitgevonden, dat hij de nobelprijs voor de wetenschap heeft gewonnen en

dat hij in 1937 is gestorven.

10

Wat is nou een atoom en hoe zitten ze in elkaar?

Atomen zijn de bouwstenen van ons universum.

Een atoom bestaat uit drie dingen: Protonen, neutronen en elektronen.

Protonen en neutronen vormen de kern en elektronen bewegen om de

kern heen. Protonen en neutronen hebben een afmeting van 0,001

picometer en elektronen hebben geen afmeting, omdat het deeltjes en

golven zijn.

Protonen zijn positief geladen deeltjes, neutronen zijn neutraal en

elektronen zijn negatief geladen. Een atoom kan een ion worden door

elektronen er bij te krijgen of te verliezen. Een atoom kan ook een isotoop

worden door meer of minder neutronen dan protonen te hebben in de

kern van het atoom.

Dit is hoe Rutherford dacht dat een atoom

in elkaar zit. Het enige wat mist zijn de

neutronen. De zwarte stippen zijn

elektronen en de blauwe stip is de kern

waarvan ze toen nog dachten dat het alleen

uit protonen bestond.

11

Bronnenlijst

https://www.ikhebeenvraag.be/vraag/26136/Hoe-groot-is-een-atoom-pre

cies

https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Empirically_measured_atomi

c_radius

https://nl.wikipedia.org/wiki/Atoommodel_van_Rutherford

https://gervanpoelgeest.wordpress.com/2016/01/09/hoe-groot-is-een-pr

oton-in-een-atoom/

https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/20695-hoe-groot-is-e

en-elektron/

https://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_0_De+bouw+van+at

omen.html

https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/90303-essentiele-vers

chil-atoomsoorten/

https://nl.wikipedia.org/wiki/Periodiek_systeem

https://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_1_Ionen.html

https://nl.wikipedia.org/wiki/Isotoop

https://www.youtube.com/watch?v=S_z1JueSr_U

https://www.youtube.com/watch?v=9DFQjTra8IA

https://www.youtube.com/watch?v=XBqHkraf8iE

https://www.youtube.com/watch?v=_N99iU71QN4

https://www.youtube.com/watch?v=SMnazk8bsZA

http://www.org.uva.nl/e-klassenpreview/december/SCH-CHZO/rutherford

s_experiment.html

https://www.youtube.com/watch?v=dNp-vP17asI

https://www.youtube.com/watch?v=kDaqAYiW3Ng

12

https://www.ikhebeenvraag.be/vraag/26136/Hoe-groot-is-een-atoom-precieshttps://www.ikhebeenvraag.be/vraag/26136/Hoe-groot-is-een-atoom-precieshttps://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Empirically_measured_atomic_radiushttps://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Empirically_measured_atomic_radiushttps://nl.wikipedia.org/wiki/Atoommodel_van_Rutherfordhttps://gervanpoelgeest.wordpress.com/2016/01/09/hoe-groot-is-een-proton-in-een-atoom/https://gervanpoelgeest.wordpress.com/2016/01/09/hoe-groot-is-een-proton-in-een-atoom/https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/20695-hoe-groot-is-een-elektron/https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/20695-hoe-groot-is-een-elektron/https://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_0_De+bouw+van+atomen.htmlhttps://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_0_De+bouw+van+atomen.htmlhttps://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/90303-essentiele-verschil-atoomsoorten/https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/90303-essentiele-verschil-atoomsoorten/https://nl.wikipedia.org/wiki/Periodiek_systeemhttps://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_1_Ionen.htmlhttps://nl.wikipedia.org/wiki/Isotoophttps://www.youtube.com/watch?v=S_z1JueSr_Uhttps://www.youtube.com/watch?v=9DFQjTra8IAhttps://www.youtube.com/watch?v=XBqHkraf8iEhttps://www.youtube.com/watch?v=_N99iU71QN4https://www.youtube.com/watch?v=SMnazk8bsZAhttp://www.org.uva.nl/e-klassenpreview/december/SCH-CHZO/rutherfords_experiment.htmlhttp://www.org.uva.nl/e-klassenpreview/december/SCH-CHZO/rutherfords_experiment.htmlhttps://www.youtube.com/watch?v=dNp-vP17asIhttps://www.youtube.com/watch?v=kDaqAYiW3Ng

Stappen Datum Wat heb je gedaan? / Hoe heb je dat gedaan?

1. Kies een onderwerp voor je verdieping.

1-02 de leukste kiezen

2. Stel je hoofdvraag en deelvragen op

7-02 Deelvragen heb ik standaard gebruikt hoofdvraag heb ik meerdere opgeschreven en de beste uitgekozen

3. Informatie zoeken/bronnen verzamelen

21-03 Veel in steekwoorden waar altijd rutherford bij staat.

4. Sorteer en filter de informatie

21-03 Ik heb uit alle bronnen de beste info gepakt.

5. Begin met schrijven 21-03 De info naar het Nederlands vertaalt en in goede zinnen geschreven.

6. Presentatie 21-03 -

7. Bronnenlijst 21-03 link knippen en plakken

8. Bekijk je werk kritisch en laat het doorlezen

21-03 Ik heb mijn vader het laten lezen en een docent

9. Logboek en inleveren 22-03 -

Waar wil je extra feedback op bij je verdieping?

Of ik spreektaal heb gebruikt en als ik dat niet heb gebruikt duidelijke uitleg over hoe het moet.

13