Thema 4: Verfijning van het materiemodel: atomen en Thema 4: Verfijning van het materiemodel: atomen en moleculenmoleculen5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

Hoe ziet een atoom eruit?

Hoe is een atoom opgebouwd?

5.1 Atoommodel van Dalton5.1 Atoommodel van Dalton

1766 - 1844

Materie

Moleculen

atomen

Alle materie is opgebouwd uit ondeelbare en onvernietigbare atomen Atomen zijn massieve bollen Atomen van eenzelfde element zijn gelijk Atomen van verschillende elementen verschillen in massa enverschillen in chemische

eigenschappen

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.1 Atoommodel van Dalton5.1 Atoommodel van Dalton

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.2 Atoommodel van Thomson5.2 Atoommodel van Thomson

1856 - 1940

Experiment

We wrijven een plastic staaf op met een wollen doek en houden die bij een vliermergbolletje of bij papiersnippersWaarneming

We stellen vast dat vliermergbolletjes worden aangetrokken tot de staaf

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.2 Atoommodel van Thomson5.2 Atoommodel van Thomson

Besluit Atoom bevat ladingen

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.2 Atoommodel van Thomson5.2 Atoommodel van Thomson

Atomen zijn massieve bollen Buitenkant atoom zitten negatieve deeltjes

= elektronen

Binnenkant atoom zitten positieve deeltjes

Atoom is elektrisch neutraal

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

Atomen zijn massieve bollen met elektrische lading

Verwachte vaststelling

Proef van Rutherford

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

Proef van Rutherford

Werkelijke vaststelling

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

Proef van Rutherford

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

model van Rutherford

Atoom opgebouwd uit

1871 - 1937

• kern

• elektronenwolk of elektronenmantel

= ijle ruimte rond de kern

Protonen = positief geladen deeltjes neutronen = deeltjes zonder lading

p+

n0

e- elektronen = negatief geladen deeltjes

Massa atoom

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

model van Rutherford

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

Massa van een atoom

deeltjedeeltje SymboolSymbool LadingLading Massa (kg)Massa (kg) Massa (u)Massa (u)

ElektronElektron

ProtonProton

neutronneutron

e-

p+

n0

-1

+1

0

0,9109.10-30

1,6721.10-27

1,6745.10-27

Te verwaarlozen

1

1

1 u = 1,6605.10-27

kg

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.2 Atoommodel van Rutherford5.2 Atoommodel van Rutherford

Atoomnummer Z

geeft informatie over het totaal aantal protonen in de kern

voorlopig ook informatie over het totaal aantal elektronen

VoorbeeldAtoomnummer

ZSymbool

Naam element

Aantal p+ Aantal e-

1 H

2 He

56 Ba

30 Zn

waterstof 1 1

helium 2 2

barium 56 56

zink 30 30

in de elektronenmantel

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

Massagetal A

Massa van een atoom zit volledig in de kernmassagetal A = aantal protonen + aantal neutronen

A = aantal p+ + aantal n0

aantal p+ = A - aantal n0

aantal n0 = A - aantal p+

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.3 Atoommodel van Rutherford5.3 Atoommodel van Rutherford

Massagetal A

Voorbeelden

Na Z = 11

A = 23

H Z = 1

A = 1

Br Z = 35

A = 80

gegeven

aantal e-:

aantal p+:

aantal n0:

aantal e-:

aantal p+:

aantal n0:

aantal e-:

aantal p+:

aantal n0:

11

11

23 – 11 = 12

1

1

1 – 1 = 0

35

35

80 – 35 = 45

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.4 Oefeningen5.4 Oefeningen

1. Vul onderstaande tabel correct aan:

Elementair deeltje

Symbool van het elementair

deeltje

Plaats van het voorkomen in

het atoom

Elektrische lading

Elektron

positief

n0

e- elektronenwolk

negatief

proton p+ de kern

neutron de kern neutraal

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.4 Oefeningen5.4 Oefeningen

2. Vul onderstaande tabel correct aan:

SymboolAtoom-nummer

Atoom-massa

Aantal neutrone

n

Aantal protonen

Aantal elektrone

n

Fe 26 56

K 39 19

Pb 125 82

26 2656 – 26

=30

191939 – 19

=20

828282 + 125

= 207

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Proef We verwarmen een spatel in de bunsenvlam en duwen daarna de

spatel in keukenzout en houden die terug in de bunsenvlam.

We doen hetzelfde voor bariumchloride

barium strontium

natrium

groen rood geel

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

1885 - 1962

Q-schil

P-schil

O-schil

N-schil

M-schil

L-schil

K-schil

Kern met protonen en neutronen

7 schillen

n=1 tot 7

K tot Q

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Q-schil

P-schil

O-schil

N-schil

M-schil

L-schil

K-schil

Kern met protonen en neutronen

2n2 elektronen

2n2 elektronen

Max = 32 elektronen

2n2 elektronen

Max = 32 elektronen

2n2 elektronen

Max = 32 elektronen

= 2.12 = 2

= 2.22 = 8

= 2.32 = 18

= 2.42 = 32

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Letter van de schil Schilnummer nMaximaal aantal

elektronen

K 1 2.1 = 2

L 2 2.22 = 8

M 3 2.32 = 18

N 4 2.42 = 32

O 5 32

P 6 32

Q 7 32

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

elektronenconfiguratie

= de wijze waarop alle elektronen in een atoom verdeeld zijn over de verschillende energieniveaus of energieschillen

waterstof Z = 1 helium Z = 2

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

elektronenconfiguratie

Neon Z = 10 argon Z = 18

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

elektronenconfiguratie

Voorbeeld

Geef de juiste elektronenconfiguratie van

Be Z = 4 aantal e- = elektronenconfiguratie:

Br Z = 35 aantal e- = elektronenconfiguratie:

Al Z = 13 aantal e- = elektronenconfiguratie:

K - schil L - schil

4

2 e-

2 e-

35 K – schil: 2 e-

L – schil: 8 e-

M – schil: 18 e-

N – schil: 7 e-

13 K – schil: 2 e-

L – schil: 8 e-

M – schil: 3 e-

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr

• S Z = 16 A = 32 kern bevat 16 p+ en 16 n0

elektronenwolk: 16 e-

Voorstelling protonen en neutronen in de kern

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr

• F Z = 9 A = 19 Kern bevat 9 p+ en 10 n0

Voorstelling protonen en neutronen in de kern

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Schematische voorstelling van het atoommodel van BohrVoorstelling kern met aanduding lading

+ 11

• Na Z = 11 kern bevat 11 p+

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Schematische voorstelling van het atoommodel van BohrVoorstelling kern met aanduding lading

• O Z = 8 kern bevat 8 p+

+ 8

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.5 Atoommodel van Bohr5.5 Atoommodel van Bohr

Schematische voorstelling van het atoommodel van BohrVoorstelling kern met aanduding lading

5. Modellen voor atoombouw5. Modellen voor atoombouw

5.6 Atoommodel 5.6 Atoommodel nana Bohr Bohr

Verdere verfijning in de loop der jaren