Hoofdstuk 1: De fijnstructuur van atomen 1.3 fijnstructuur van de elektronenmantel HERHALING Democritos 460 – 370 v. Chr. Alle materie is opgebouwd uit zeer kleine niet meer verder te splitsen deeltjes Dalton 1766 - 1844 massief homogeen neutraal massa en volume, kenmerkend voor de soort

Omschrijving atoommodel Schematische voorstelling voor het natriumatoom Thomson 1856 - 1940 Rutherford 1871 - 1937 Bohr 1885 - 1962 massief heterogeen neutraal bolletje + grondmassa , met lichte e- ingebed aan de buitenkant positieve materie + elektron Atoom = kern (± ganse massa van het atoom) e- -wolk elektron + In kern: 11 p+ en 12 n0 Rond kern: 11 e- Elektronen bewegen op schillen, rond de kern K L M

Het atoommodel van Bohr - p52 de verbranding van aardgas elektrische ontlading in natriumdamplampen bij straatverlichting. Noorderlicht (leestekst 1) vuurwerk (leestekst 2)

Het atoommodel van Bohr - p52 Experimenten met de handspectroscoop Onderzoek achtereenvolgens Zonlicht Gloeilamplicht Een rode /groene/ een fluokleurige oplossing Het TL-licht Het neonlampje

Het atoommodel van Bohr - p52 A Practicum – vlamproeven NaCl : BaCl2 : CaCl2 : CuCl2 : LiCl : KCl : geel groen-geel rood-oranje groen met blauwe rand rood paars Conclusie: De verschillende metaalzouten zenden een verschillende kleur uit, na activatie in een vlam. Dit komt door de verschillende bouw van de metaalatomen in deze zouten.

Elaag Ehoog

applets Spectra van alle elementen o.a. Ne Spectra van gassen (ugent) Spectra van gasontladingen Absorptie en emissie (de laser als coherente lichtbron)

p.53

Niels BOHR 1885 - 1962 p.54 1913: atoommodel door Niels Bohr verband tussen lichtemissies en structuur elektronenwolk atomen van eenzelfde stof zenden steeds eenzelfde kleurensamenstelling uit, na opname van energie toevoer van energie atoom is in aangeslagen (geëxciteerde) toestand atoom is onstabiel en wil terug naar grondtoestand: de elektronen vallen terug van een plaats met hoge energie naar een plaats met lage energie. Het energieverschil, het energiepakketje komt vrij door afgave van lichtenergie.

volgens Rutherford: elektronen mogelijk op vele plaatsen in elektronenwolk continu spectrum vaststelling: discontinu spectrum : slechts één of enkele kleuren verklaring Bohr : beperkt aantal kleuren beperkt aantal golflengten, beperkt aantal welbepaalde uitgezonden energiepakketjes ΔE elektronen bevinden zich op welbepaalde plaatsen rond de kern !

p.54 Besluiten: het atoommodel van Bohr elektronen niet om het even waar in e-wolk elektron bezit een welbepaalde energieinhoud hoe dichter bij de kern, hoe lager de energieinhoud Dus: atoommodel van Bohr (1913) Rond de kern: 7 mogelijke energieniveaus (schillen) : e- op dezelfde schil hebben eenzelfde energieinhoud Schillen hebben schilnummer n (van 1 tot en met 7) Schillen worden ook, beginnend vanaf de kern, aangeduid met letters K, L, M, N, O, P en Q Op elke schil maximaal 2n2 elektronen – nooit meer dan 32 ! Elektronen zo dicht mogelijk bij de kern (energetisch laagste toestand): = principe van minimale energie.

Lijnenemissiespectra Natrium Lithium Kalium Calcium Barium Koper

H-spectrum

p. 54

http://www.walter-fendt.de/ph14nl/bohrh_nl.htm

Het atoommodel van Bohr – Sommerfeld p.54 A Verfijnde spectraalanalyse ‘brede spectraallijnen’ zijn samengesteld uit zeer dicht op elkaar gelegen ‘smalle’ lijntjes, Sommerfeld interpreteerde dit als een opsplitsing van de 7 hoofdenergieniveaus in een aantal subniveaus sharp, principal, diffuse en fundamental duidelijkheid 1868 - 1951 Bohr Sommerfeld

energies < energiep < energied < energief maximaal aantal elektronen in s-subniveau 2 p-subniveau 6 d-subniveau 10 f-subniveau 14 aantal subniveaus in een schil = n maximaal aantal subniveaus in eenzelfde schil = 4 Verband tussen atoommodel van Bohr en atoommodel van Sommerfeld 2n2 n

Totaaloverzicht van de subniveaus volgens Sommerfeld schilnaam schilnummer max. aantal e- 2n2 subniveaus max. bezetting K-schil L-schil M-schil N-schil O-schil P-schil Q-schil n = 1 n = 2 n = 3 n = 4 n = 5 n = 6 n = 7 2 8 18 32 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p 7d 7f 6 2 6 10 2 6 10 14