Het atoom is de fundamentele eenheid van materie en de kleinste fractie die een chemisch element kan identificeren, aangezien het zijn identiteit behoudt. De term atoom is afgeleid van het Grieks en betekent ondeelbaar.
Het bestaat uit een kern, die neutronen en protonen bevat, en elektronen die de kern omringen.
atoom structuur
Het atoom bestaat uit kleine deeltjes, ook wel subatomische deeltjess: elektronen, protonen en neutronen.
Het grootste deel van de massa van het atoom is geconcentreerd in de kern, een klein, dicht gebied. Het grootste volume wordt gevonden in de elektrosfeer, een plaats met lege ruimtes, terwijl elektronen rond de kern draaien.
elektronen
O elektron het heeft een negatieve elektrische lading (-1) en bijna geen massa, aangezien de waarde van 9,11 x 10-28 g e is ongeveer 1840 keer kleiner dan de kernmassa. Het zijn kleine deeltjes die heel snel rond de atoomkern draaien.
De elektronen die zich in de buitenste regionen van het atoom bevinden, zijn verantwoordelijk voor de vorming van chemische bindingen, die plaatsvinden door het doneren, ontvangen of delen van elektronen.
protonen
O proton het heeft een positieve elektrische lading (+1) van dezelfde absolute waarde als de lading op de elektronen. Op deze manier hebben een proton en een elektron de neiging elkaar elektrisch aan te trekken.
Door protonen is het mogelijk om de chemische elementen te onderscheiden, omdat elk atoom van een element een bepaald aantal protonen in zijn kern heeft, die wordt genoemd atoomnummer.
neutronen
O neutron het heeft helemaal geen lading, dat wil zeggen, het is elektrisch neutraal. Samen met de protonen vormt het de atoomkern, die de volledige massa van het atoom (99,9%) draagt. Zowel het proton als het neutron hebben een massa van ongeveer 1,67 x 10-24 g. Deze waarde vertegenwoordigt een 1 atomaire massa-eenheid.
Het neutron zorgt voor stabiliteit aan de atoomkern, omdat de kernkracht ervoor zorgt dat het wordt aangetrokken door elektronen en protonen.
Alleen het waterstofatoom heeft geen neutronen, het bestaat alleen uit een elektron dat rond een proton draait.
Bekijk de onderstaande tabel voor een abstract met informatie over subatomaire deeltjes.
| Deeltje | Symbool |
Pasta (in eenheid van atoom massa) |
In rekening brengen (in eenheid van elektrische lading - u.c.e) |
Plaats |
|---|---|---|---|---|
| Proton | +1 | kern | ||
| Neutron | 0 | kern | ||
| Elektron | -1 | elektrosfeer |
Een atoom in zijn grondtoestand is elektrisch neutraal, aangezien het aantal protonen gelijk is aan het aantal elektronen en de tegengestelde ladingen, positief en negatief, heffen elkaar op.
Natrium (Na) heeft bijvoorbeeld atoomnummer 11, dat wil zeggen dat de kern 11 protonen heeft. Bijgevolg zijn er 11 elektronen in de elektrosfeer van een atoom van dat element.
Lees meer over atoom structuur.
atoom samenstelling
Zoals we hebben gezien, wordt het atoom gevormd door een klein en dicht centraal gebied dat de kern wordt genoemd en daaromheen bevindt zich een elektrosfeer, waar de elektronen zich bevinden, die kan worden onderverdeeld in elektronische lagen, energiesubniveaus en atomaire orbitalen.
elektronische lagen
het atoom presenteert energie niveau, die overeenkomen met zeven lagen rond een kern en daarin bevinden zich de elektronen die eromheen draaien. De lagen heten K, L, M, N, O, P en Q.
Elke schil kan een bepaald aantal elektronen bevatten, zoals weergegeven in de onderstaande tabel.
| Energie level | elektronische laag | Maximaal aantal elektronen |
|---|---|---|
| 1º | K | 2 |
| 2º | L | 8 |
| 3º | M | 18 |
| 4º | nee | 32 |
| 5º | O | 32 |
| 6º | P | 18 |
| 7º | Vraag | 8 |
Het atoom helium (He) heeft bijvoorbeeld atoomnummer 2 en heeft dus 2 protonen in de kern. Bijgevolg zijn er in de elektrosfeer van het atoom slechts 2 elektronen, die zich in de eerste en enige elektronische schil van het atoom bevinden, de K-schil die overeenkomt met het eerste energieniveau.
Energie subniveaus
Energieniveaus huisvesten subniveaus, die worden weergegeven door s, p, d, f. Elk subniveau herbergt een maximum aantal elektronen, respectievelijk 2, 6, 10 en 14.
Met deze informatie is het mogelijk om elektronische distributie van een atoom en weet de locatie van het buitenste en meest energetische elektron.
Voorbeeld: Stikstof (N)
Atoomnummer: 7
Elektronische distributie: 1s2 2s2 2p3
Het stikstofatoom heeft twee energieniveaus, K en L, en zijn 7 elektronen bezetten de s- en p-subniveaus.
K: zo2 = 2 elektronen
L: zo2 + p3 = 5 elektronen
Merk op dat de L-schil tot 8 elektronen kan bevatten, maar in het stikstofatoom zijn er slechts 5 elektronen in die schil.
atomaire orbitalen
Orbitalen karakteriseren het gebied dat het meest waarschijnlijk een elektron vindt binnen een energetisch subniveau (s, p, d, f) in een elektronische schaal (K, L, M, N, O, P, Q).
- s subniveau: heeft 1 orbitaal die maximaal 2 elektronen kan bevatten
- p subniveau: heeft 3 orbitalen met maximaal 6 elektronen
- Subniveau d: heeft 5 orbitalen met maximaal 10 elektronen
- Subniveau f: heeft 7 orbitalen met maximaal 14 elektronen
Als we opnieuw stikstof als voorbeeld gebruiken en de 7 elektronen ervan in atomaire orbitalen verdelen, zouden we hebben:
Atoomtypes
Als we het aantal protonen, neutronen en elektronen observeren, kunnen we atomen vergelijken en indelen in: isotopen, isobaren en isotonen.
Een chemisch element kan worden gedefinieerd als een groep atomen met hetzelfde aantal protonen. Deze atomen worden isotopen genoemd omdat ze hetzelfde atoomnummer en verschillende massa's hebben.
Zo zijn er in de natuur 3 isotopen van het element waterstof (H): protium , deuterium
en tritium
.
Atomen van verschillende chemische elementen kunnen als isotonen worden geclassificeerd als ze verschillende atoomnummers en massa's hebben, maar hetzelfde aantal neutronen.
Isobaren zijn atomen van verschillende elementen, dat wil zeggen, ze hebben een ander atoomnummer, maar hetzelfde massagetal.
Lees meer over isotopen, isobaren en isotonen.
Atoommodellen (atoommodellen)
De Griekse filosoof Aristoteles (384 n.. - 322 een. C) probeerde de samenstelling van alle stoffen uit de elementen aarde, lucht, vuur en water te verklaren.
Democritus (546 n. C-460 een. C), een Griekse wetenschapper en wiskundige, formuleerde het idee dat er een grens was aan de kleinheid van deeltjes. Hij zei dat ze zo klein zouden worden dat ze niet meer verdeeld konden worden. Hij noemde dit deeltje een "atoom".
Het grootste deel van de 19e eeuw was het de Dalton atoommodel, Engelse wetenschapper, die de atoomtheorie voorstelde, die veel verder ging dan het denken van de ouden.
Deze theorie zei dat alle stoffen zijn opgebouwd uit kleine ondeelbare deeltjes, atomen genaamd, die als biljartballen zouden zijn. Naarmate studies over de structuur van materie vorderden, werd ontdekt dat het atoom wordt gevormd door andere kleine deeltjes die subatomaire deeltjes worden genoemd.
Met de ontdekking van het elektron, thomson hij formuleerde het model dat bekend staat als massapudding, dat het atoom beschreef als een positieve bol met negatief geladen elektronen ingebed in het oppervlak.
Door middel van experimenten de natuurkundige Rutherford ontdekte dat het atoom holtes en elektronen had rond een extreem kleine, positieve kern. Dus stelde Rutherford het nucleaire model voor om het atoom weer te geven.
Bohr verbeterde het door Rutherford voorgestelde model door te ontdekken dat elektronen niet willekeurig rond de kern draaien, maar in specifieke banen. Dit model werd bekend als het planetarium.
Lees ook over:
- Atoommodellen
- Thomson atoommodel
- atoommodel van Bohrhr
- Rutherford atoommodel
- Evolutie van atoommodellen
