5. Modellen voor atoombouw Thema 4: Verfijning van het materiemodel: atomen en moleculen 5. Modellen voor atoombouw Hoe ziet een atoom eruit? Hoe is een atoom opgebouwd? 5.1 Atoommodel van Dalton Materie Moleculen atomen 1766 - 1844

5. Modellen voor atoombouw 5.1 Atoommodel van Dalton 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 en verschillen in chemische eigenschappen

5. Modellen voor atoombouw 5.2 Atoommodel van Thomson Experiment We wrijven een plastic staaf op met een wollen doek en houden die bij een vliermergbolletje of bij papiersnippers 1856 - 1940 Waarneming We stellen vast dat vliermergbolletjes worden aangetrokken tot de staaf

5. Modellen voor atoombouw 5.2 Atoommodel van Thomson Besluit Atoom bevat ladingen

5. Modellen voor atoombouw 5.2 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 atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford Proef van Rutherford Atomen zijn massieve bollen met elektrische lading Verwachte vaststelling

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford Proef van Rutherford Werkelijke vaststelling

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford Proef van Rutherford

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford model van Rutherford Massa atoom Atoom opgebouwd uit kern p+ Protonen = positief geladen deeltjes neutronen = deeltjes zonder lading n0 1871 - 1937 elektronenwolk of elektronenmantel = ijle ruimte rond de kern e- elektronen = negatief geladen deeltjes

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford model van Rutherford

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford 1 u = 1,6605.10-27 kg Massa van een atoom deeltje Symbool Lading Massa (kg) Massa (u) Elektron Proton neutron e- -1 0,9109.10-30 Te verwaarlozen p+ +1 1,6721.10-27 1 n0 1,6745.10-27 1

5. Modellen voor atoombouw 5.2 Atoommodel van Rutherford Atoomnummer Z geeft informatie over het totaal aantal protonen in de kern voorlopig ook informatie over het totaal aantal elektronen in de elektronenmantel Voorbeeld Atoomnummer Z Symbool 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

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford Massagetal A Massa van een atoom zit volledig in de kern massagetal A = aantal protonen + aantal neutronen A = aantal p+ + aantal n0 aantal p+ = A - aantal n0 aantal n0 = A - aantal p+

5. Modellen voor atoombouw 5.3 Atoommodel van Rutherford Massagetal A Voorbeelden gegeven Na Z = 11 A = 23 aantal e-: 11 aantal p+: 11 aantal n0: 23 – 11 = 12 H Z = 1 A = 1 aantal e-: 1 aantal p+: 1 aantal n0: 1 – 1 = 0 Br Z = 35 A = 80 aantal e-: 35 aantal p+: 35 aantal n0: 80 – 35 = 45

5. Modellen voor atoombouw 5.4 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 atoombouw 5.4 Oefeningen 2. Vul onderstaande tabel correct aan: Symbool Atoom-nummer Atoom-massa Aantal neutronen Aantal protonen Aantal elektronen Fe 26 56 K 39 19 Pb 125 82 56 – 26 =30 26 26 39 – 19 =20 19 19 82 + 125 = 207 82 82

5. Modellen voor atoombouw 5.5 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 atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr 1885 - 1962

Kern met protonen en neutronen 5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Q-schil Kern met protonen en neutronen P-schil O-schil N-schil K-schil M-schil L-schil 7 schillen n=1 tot 7 K tot Q

Kern met protonen en neutronen 5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Q-schil Kern met protonen en neutronen P-schil O-schil N-schil K-schil 2n2 elektronen = 2.12 = 2 M-schil L-schil 2n2 elektronen = 2.22 = 8 2n2 elektronen = 2.32 = 18 2n2 elektronen = 2.42 = 32 Max = 32 elektronen Max = 32 elektronen Max = 32 elektronen

Maximaal aantal elektronen 5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Letter van de schil Schilnummer n Maximaal 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 atoombouw 5.5 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 atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr elektronenconfiguratie Neon Z = 10 argon Z = 18

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr elektronenconfiguratie Voorbeeld Geef de juiste elektronenconfiguratie van Be Z = 4 aantal e- = elektronenconfiguratie: 4 K - schil 2 e- L - schil 2 e- Br Z = 35 aantal e- = elektronenconfiguratie: 35 K – schil: 2 e- L – schil: 8 e- M – schil: 18 e- N – schil: 7 e- Al Z = 13 aantal e- = elektronenconfiguratie: 13 K – schil: 2 e- L – schil: 8 e- M – schil: 3 e-

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr Voorstelling protonen en neutronen in de kern S Z = 16 A = 32 kern bevat 16 p+ en 16 n0 elektronenwolk: 16 e-

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr Voorstelling protonen en neutronen in de kern F Z = 9 A = 19 Kern bevat 9 p+ en 10 n0

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr Voorstelling kern met aanduding lading Na Z = 11 kern bevat 11 p+ + 11

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr Voorstelling kern met aanduding lading O Z = 8 kern bevat 8 p+ + 8

5. Modellen voor atoombouw 5.5 Atoommodel van Bohr Schematische voorstelling van het atoommodel van Bohr Voorstelling kern met aanduding lading

5. Modellen voor atoombouw 5.6 Atoommodel na Bohr Verdere verfijning in de loop der jaren