het atoom is de basiseenheid van materie, dat wil zeggen, het kleinste deel waarin een element kan worden verdeeld zonder zijn chemische eigenschappen te verliezen.
Atomen worden gevormd door een kern die bestaat uit deeltjes van protonen en neutronen en elektronen die rond de kern draaien en de elektrosfeer vormen.
Het woord atoom is van Griekse oorsprong en betekent "ondeelbaar". Tot de negentiende eeuw geloofde men dat het atoom het kleinste deeltje van de materie was, dat wil zeggen dat het onmogelijk zou zijn om het te verdelen.
Een atoom bestaat uit protonen en neutronen in de kern en elektronen in de elektrosfeer.
Structuur en samenstelling van een atoom
Atomen zijn hele kleine stukjes materie, zo klein dat ze met gewone microscopen niet te zien zijn.
De structuur wordt gevormd door een oneindig kleine en dichte kern, samengesteld uit protonen en neutronen, en een elektrosfeer die is samengesteld uit elektronen.
- Protonen (p): positieve deeltjes en met eenheidsmassa.
- Neutronen (n): neutrale deeltjes (ongeladen) en met eenheidsmassa.
- Elektronen (e): Negatieve en vrijwel massaloze deeltjes in constante baanbeweging rond de kern.
De kern vertegenwoordigt 99,9% van de massa van een atoom. De massa van elektronen is praktisch irrelevant: een elektron heeft een massa die 1836 keer kleiner is dan de massa van protonen en neutronen.
De beweging van elektronen rond de kern vormt a elektromagnetisch veld. Elektronen draaien met zo'n hoge snelheid rond de kern dat, als je het atoom zou kunnen zien, de elektrosfeer zou worden gezien als een wolk rond de kern.
Atomen zijn elektrisch neutraal - ze hebben dezelfde absolute waarde als protonen (+) en elektronen (-), dus hun lading wordt nul.
Als een atoom elektronen ontvangt of verliest, houdt het op een atoom te zijn en wordt het een ion, die een positieve of negatieve lading kan hebben:
- Als het elektronen ontvangt, wordt het negatief geladen en wordt het a anion.
- Als het elektronen verliest, wordt het positief geladen en wordt het a kation.
begrijp wat het is er toe doen en leer meer over de kationen en anionen.
Elektrosfeer structuur:
De elektrosfeer wordt gevormd door elektronen in een baanbeweging, maar deze elektronen zijn niet willekeurig gerangschikt, er zijn elektronische lagen waar deze deeltjes zijn verdeeld.
Een atoom kan maximaal zeven elektronische lagen hebben. Elk van deze lagen heeft verschillende energieniveaus, waarbij de buitenste laag de meest energetische laag is.
Deze lagen worden weergegeven door de volgende letters: K, L, M, N, O, P, Q. K is de laag die zich het dichtst bij de kern bevindt.
Niet alle atomen hebben 7 lagen, kwik heeft er bijvoorbeeld maar 6. Maar ongeacht het aantal schillen, het is een regel dat de laatste niet meer dan 8 elektronen kan hebben.
De elektronische lagen zijn verder onderverdeeld in: energie subniveaus, weergegeven door de letters: s, p, d, f.
Geschiedenis van de atoom- en atoommodellen
Het idee dat materie in kleine delen kon worden verdeeld totdat het tot een eenheid kwam die zo klein was dat het niet langer kon worden verdeeld, bestaat al sinds de Griekse oudheid.
Democritus, rond 400 voor Christus C., was de eerste wetenschapper die het bestaan van dit kleine deeltje postuleerde en het "atoom" noemde, wat in het Grieks "ondeelbaar" betekent.
Het was in 1803 dat de eerste consistente theorie van atomen werd ontwikkeld. John Dalton betoogde dat het atoom het kleinste deel van de materie was en dat het ondeelbaar was.
In de loop van de volgende eeuwen, met de ontwikkeling van wetenschap en technologie, werden nieuwe ontdekkingen over dit deeltje gedaan en gepostuleerd in verschillende atoommodellen.
1803 - Dalton-model
Dit model, ontwikkeld door professor John Dalton in 1803, werd bekend als het model van de "biljartbal", omdat de atomen volgens hem massieve, ondeelbare en onverwoestbare bollen waren.
1898 - Thomson-model
Joseph Thomson ontdekte het bestaan van elektronen en volgens zijn model zouden deze ladingen gelijkmatig over het atoom verdeeld zijn, met positieve ladingen.
Het atoom in het model van Thomson was eerder bolvormig dan massief en werd bekend als: "rozijnenpudding", waar de rozijnen in een pudding de positieve en negatieve ladingen vertegenwoordigden.
1911 - Rutherford-model
Rutherford deed een belangrijke ontdekking over het atoom: het bestaan van een kern. Zijn model zei dat het atoom bestond uit een kern en een elektrosfeer.
In de kern zouden de protonen en neutronen zijn en in de elektrosfeer de elektronen. Dit model werd bekend als: "zonnestelsel".
Wat Rutherford niet kon verklaren, was hoe elektronen niet instortten met de kern van het atoom.
1913 - Rutherford-Bohr-model
Het model van Rutherford werd aangevuld met ontdekkingen van natuurkundige Niels Bohr in 1913. Bohr kwam tot de conclusie dat elektronen in lagen van verschillende energieniveaus om de elektrosfeer draaien.
De elektronen absorberen of geven geen energie af in deze beweging, dus blijven ze in een constante energiebaan, waardoor ze niet in botsing komen met de kern.
Kenmerken van een atoom
Wat het ene atoom van het andere onderscheidt, is de hoeveelheid protonen, neutronen en elektronen in zijn samenstelling. De belangrijkste waarden die worden gebruikt om atomen te identificeren zijn atoommassa en atoomnummer.
atoom massa
De atomaire massawaarde wordt weergegeven door de som van de protonen en neutronen die in de kern van het atoom aanwezig zijn.
A = z + n
atoomnummer
Het atoomnummer is het aantal protonen in de kern van een atoom, de waarde wordt weergegeven door de letter z. Omdat in een atoom het aantal protonen gelijk is aan het aantal elektronen, hebben we:
z = p = e
De verzameling van meerdere atomen met hetzelfde atoomnummer vormt a chemish element. Alle bekende chemische elementen worden weergegeven in het periodiek systeem volgens een toenemende volgorde van atoomnummer.
De chemische elementen worden in het periodiek systeem weergegeven door hun acroniem en naam in het midden, door de atoommassa onderaan en door het atoomnummer bovenaan, zoals weergegeven in de afbeelding:
- Atoommassa = 196,967
- Atoomgetal = 79
Atomen en moleculen
Een atoom is een heel klein deel van de materie, het is samengesteld uit een kern met protonen en neutronen en elektronen die rond de kern draaien.
Een molecuul is een groepering van atomen van dezelfde of verschillende elementen, die samen een stof vormen. Bijvoorbeeld:
- Twee zuurstofatomen verenigen zich en vormen een zuurstofmolecuul (O2).
- Twee waterstofatomen verenigen zich met één zuurstofatoom en vormen een watermolecuul (H2O).
Zie ook:
- Moleculen
- Linus Pauling-diagram
