Samenvatting Leereenheid 1 scheikunde voor milieuwetenschappen 1 (NB0502)

Hoofstuk 1: Atoombouw en periodieke systeem
Interne bouw van het atoom
 Rutherford omschreef atoom als kleine, positief geladen kern waarin de massa is
geconcentreerd, omgeven door een ijle wolk waarin negatief geladen, zeer lichte
elektronen bewegen
 Atomen bezitten een kern, hier bevindt zich praktisch de hele massa van een atoom
- De kern blijkt opgebouwd uit twee verschillende soorten deeltjes van bijna
gelijke massa:
o Protonen  hebben een positieve lading
o Neutronen  bezitten geen lading
o Samen worden deze deeltjes nucleonen genoemd
- Deeltjes in de kern worden bijeengehouden door sterke kernkrachten
 De kern wordt door een elektronenwolk omgeven
- Deze bestaat uit elektronen en deze hebben een negatieve lading
- Elektronen zijn zeer licht
 Een atoom heeft evenveel protonen in de kern als elektronen in de elektronenwolk
- Daarmee is de negatieve lading van de elektronen gelijk aan de positieve
lading van alle protonen  gevolg is dat atoom elektrisch neutraal is
 Het aantal protonen dat een atoom in de kern heeft = atoomnummer (Z)
 De som van het aantal protonen en het aantal neutronen = massagetal (A)
- Aantal neutronen in kern is ongeveer gelijk aan aantal protonen
Karakterisering elementen
 Atoommodel Rutherford maakte het mogelijk stoffen nader te karakteriseren op basis
van de daarin aanwezige kerndeeltjes.
 Element = een stof die bestaat uit atomen waarvan de kernen hetzelfde aantal
protonen bezitten
- de atomen van een element hebben hetzelfde atoomnummer
- elementen met atoomnummers hoger dan 92  gemaakt d.m.v. kernreacties
- kernreacties = reacties die zich afspelen tussen en in kernen van atomen
o anders van aard dan de chemische reacties waarbij alleen de
elektronen buiten de kern zijn betrokken
 symbolen worden gebruikt om een atoom van een element, een atoomsoort, aan te
geven.
- Bovenste getal = massagetal
- Onderste getal = atoomnummer
Isotopen
 De kernen van atomen van een element hebben hetzelfde aantal protonen, maar het
aantal neutronen kan verschillen.
 Isotopen = atomen van eenzelfde element die een verschillend aantal neutronen in
de atoomkern bezitten

, - Er zijn isotopen van elementen, die een kernreactie kunnen ondergaan,
waarbij ze radioactieve straling kunnen uitzenden  elementen zijn niet
stabiel.
- De verhouding waarin bepaalde isotopen voorkomen in de natuur, kan een
bron zijn van biologische en historische informatie
Problemen met het atoommodel van Rutherford
 Aan het atoommodel van Rutherford kleeft een groot probleem
- Als een elektron als negatief geladen deeltjes rond de positief geladen kern
zou draaien, zou het volgens de elektromagnetische theorie in een fractie van
een seconde in de kern verdwijnen
- Volgens die theorie zijn de atomen van Rutherford daarom niet stabiel
Atoommodel van Bohr
 In het model van Bohr beweegt het elektron niet willekeurig rond de kern, maar in
banen met verschillende diameter die hij schillen noemde
 Het elektron kan zich in cirkelvormige banen rond de kern bewegen zonder daarbij
straling uit te zenden
- Echter alleen hele speciale banen geoorloofd, die aangeduid worden met de
waarde n = 1,2,3. De baan met de laagste n-waarde ligt het dichtstbij de kern.
- Bij iedere baan hoort een speciale hoeveelheid energie E, waarvan de grootte
afhangt van de straal van de baan. Banen met een lage n=waarde horen bij
een toestand met een lagere energie
 Het is toegestaan dat het elektron van de ene baan naar de andere springt
- Springt een elektron naar baan die dichter bij de kern ligt, dan zendt het
daarbij elektromagnetische straling uit met een hoeveelheid energie die gelijk
is aan het verschil in energie tussen beide banen.
- Voor energie van de straling geldt: E = ∆E = E2 – E1 = hv
o E wordt uitgedrukt in joule
o h = constante van Planck
o v = frequentie van de straling in hertz
- Het elektron kan ook naar een baan die verder van de kern ligt springen door
energie op te nemen/absorberen. Ook de geabsorbeerde energie is gelijk aan
het energieverschil tussen beide banen.
- Bij de overgang van het elektron naar de ene baan naar de andere worden dus
bepaalde pakketjes van energie, foton, opgenomen (b) of afgestaan (a)