Overzicht van Atomic Structure
Atomen zijn opgebouwd uit deeltjes genaamd protonen, neutronen, en elektronen, die verantwoordelijk zijn voor de massa en lading van atomen.
Leerdoelen
Bespreek de elektronische en structurele eigenschappen van een atoom
Key Takeaways
Key Points
- Een atoom bestaat uit twee gebieden: de kern, die zich in het centrum van het atoom bevindt en protonen en neutronen bevat, en het buitenste gebied van het atoom, dat de elektronen in een baan rond de kern houdt.
- Protonen en neutronen hebben ongeveer dezelfde massa, ongeveer 1,67 × 10-24 gram, wat wetenschappers definiëren als één atomaire massaeenheid (amu) of één Dalton.
- Elk elektron heeft een negatieve lading (-1) die gelijk is aan de positieve lading van een proton (+1).
- Neutronen zijn ongeladen deeltjes die zich in de kern bevinden.
Kernbegrippen
- atoom: De kleinst mogelijke hoeveelheid materie die nog zijn identiteit als chemisch element behoudt, bestaande uit een kern omgeven door elektronen.
- proton: Positief geladen subatomair deeltje dat deel uitmaakt van de kern van een atoom en dat het atoomnummer van een element bepaalt. Het weegt 1 amu.
- neutron: Een subatomair deeltje dat deel uitmaakt van de kern van een atoom. Het heeft geen lading. Het is qua massa gelijk aan een proton of het weegt 1 amu.
Een atoom is de kleinste eenheid van materie die alle chemische eigenschappen van een element behoudt. Atomen combineren zich tot moleculen, die vervolgens samenwerken om vaste stoffen, gassen of vloeistoffen te vormen. Water bestaat bijvoorbeeld uit waterstof- en zuurstofatomen die zich hebben gecombineerd tot watermoleculen. Veel biologische processen zijn gewijd aan het afbreken van moleculen in hun samenstellende atomen, zodat ze weer kunnen worden samengevoegd tot een bruikbaarder molecuul.
Atomaire Deeltjes
Atomen bestaan uit drie basisdeeltjes: protonen, elektronen, en neutronen. De kern (het centrum) van het atoom bevat de protonen (positief geladen) en de neutronen (geen lading). De buitenste gebieden van het atoom worden elektronenschillen genoemd en bevatten de elektronen (negatief geladen). Atomen hebben verschillende eigenschappen op basis van de rangschikking en het aantal van hun basisdeeltjes.
Het waterstofatoom (H) bevat slechts één proton, één elektron, en geen neutronen. Dit kan worden bepaald met behulp van het atoomnummer en het massagetal van het element (zie het concept over atoomnummers en massagetallen).
Structuur van een atoom: Elementen, zoals helium, hier afgebeeld, zijn opgebouwd uit atomen. Atomen bestaan uit protonen en neutronen die zich in de kern bevinden, met elektronen in banen die de kern omringen.
Atomaire massa
Protonen en neutronen hebben ongeveer dezelfde massa, ongeveer 1,67 × 10-24 gram. Wetenschappers definiëren deze hoeveelheid massa als één atomaire massaeenheid (amu) of één Dalton. Hoewel gelijk in massa, zijn protonen positief geladen, terwijl neutronen geen lading hebben. Daarom draagt het aantal neutronen in een atoom aanzienlijk bij aan zijn massa, maar niet aan zijn lading.
Elektronen zijn veel kleiner in massa dan protonen, met een gewicht van slechts 9,11 × 10-28 gram, of ongeveer 1/1800 van een atomaire massaeenheid. Daarom dragen ze niet veel bij aan de totale atoommassa van een element. Bij het bepalen van de atoommassa is het gebruikelijk om de massa van elektronen te negeren en de massa van het atoom te berekenen op basis van het aantal protonen en neutronen alleen.
Elektronen dragen in hoge mate bij aan de lading van het atoom, omdat elk elektron een negatieve lading heeft die gelijk is aan de positieve lading van een proton. Wetenschappers definiëren deze ladingen als “+1” en “-1”. In een ongeladen, neutraal atoom is het aantal elektronen dat om de kern draait gelijk aan het aantal protonen in de kern. In deze atomen heffen de positieve en negatieve ladingen elkaar op, waardoor een atoom geen netto lading heeft.
| Protons, Neutrons, and Electrons | |||
|---|---|---|---|
| Charge | Mass (amu) | Location | |
| Proton | +1 | 1 | nucleus |
| Neutron | 0 | 1 | nucleus |
| Electron | −1 | 0 | orbitals |
Both protons and neutrons have a mass of 1 amu and are found in the nucleus. However, protons have a charge of +1, and neutrons are uncharged. Electrons have a mass of approximately 0 amu, orbit the nucleus, and have a charge of−1.
Exploring Electron Properties: Vergelijk het gedrag van elektronen met dat van andere geladen deeltjes om eigenschappen van elektronen zoals lading en massa te ontdekken.
Hoeveelheid atomen
Gezien de grootte van protonen, neutronen en elektronen is het grootste deel van de atoomkern – meer dan 99 procent – in feite lege ruimte. Ondanks al deze lege ruimte, gaan vaste objecten niet zomaar door elkaar heen. De elektronen die alle atomen omgeven zijn negatief geladen en zorgen ervoor dat atomen elkaar afstoten, waardoor atomen niet dezelfde ruimte kunnen innemen. Deze intermoleculaire krachten voorkomen dat je door een voorwerp als je stoel valt.