Atoommodel van Rutherford (1871 –1937)
Een Nieuw Zeelandse fysicus, Ernest Rutherford, deed een experiment dat grote gevolgen
had voor het atoommodel van Thomson. Rutherford toonde in het begin van de twintigste
eeuw aan dat een atoom wel een bepaald volume heeft, maar toch vrijwel 'leeg' is. De massa
van een atoom is vooral geconcentreerd in het midden van het atoom, in de atoomkern.
Rutherford toonde dit aan door alfadeeltjes op goudfolie te schieten. Rutherford wilde
onderzoeken hoe die negatieve lading in de goudatomen verdeeld was. Hij was
geïnteresseerd in de mate waarin de alfadeeltjes afweken van hun koers. Dit zou iets kunnen
zeggen over de verdeling van de lading binnen een atoom. Omdat alfadeeltjes relatief zware
deeltjes zijn, die bovendien met hoge snelheid op het dunne goudfolie afgeschoten werden,
verwachtte Rutherford hooguit hele kleine afwijkingen te meten. Hij verwachtte dat de
meeste alfadeeltjes teruggekaatst zouden worden wanneer deze tegen het goud
aankwamen. Echter werd een klein percentage (0,01%) van de alfadeeltjes afgebogen. De
meeste alfadeeltjes gaan dwars door goudfolie heen.
Rutherford dacht:
● Een atoom is niet massief, het grootste deel van een atoom is lege ruimte.
● Een atoom bestaat uit een kern met protonen (positief geladen deeltjes) en
neutronen (deeltjes zonder lading).
● In de 'lege' ruimte om de kern, deze wordt de elektronenwolk genoemd, bewegen de
elektronen (negatief geladen deeltjes).
● De lading van de elektronenwolk is precies even groot als die van de kern, waardoor
het atoom als geheel elektrisch neutraal is.
,Atoommodel van Bohr (1865 –1962)
Niels Bohr is een wetenschapper die in kopenhagen werkte. Hij gebruikte de gegevens van
Rutherford over de bouw van het atoom en breide dat uit tot het atoommodel dat naar hem
genoemd is: Het atoommodel van Bohr. Het grote probleem van het atoommodel van
Rutherford is, dat het niet stabiel is. De elektronen kunnen niet in de elektronenwolk blijven,
maar zouden op de kern klappen in minder dan een seconde. Bohr bedacht dat er bepaalde
banen zijn in de elektronenwolk waarin elektronen wel in die baan blijven bewegen, zonder
op de kern te klappen. (zoals een planeet in ons zonnestelsel.) Hij noemde deze stabiele
banen schillen. De schillen in een atoom worden vanuit de kern naar buiten steeds groter,
waardoor ze meer elektronen kunnen bevatten. In verhouding de straal van een kleine kern:
ongeveer 10-14 m. De straal van de dichtstbijzijnde schil is meer dan 10 -11 m, dus meer dan
duizend keer zo groot als de straal van de kern. Schillen worden volgens toenemende
afstand tot de kern voorgesteld door: K, L, M, N en verder.
De ontdekking van nog één deeltje
Het duurde wat langer voordat men ontdekte dat er nog een deeltje, voorkwam in het atoom.
James Chadwick (1891-1974) ontdekte in 1932 het bestaan van het neutron. Het neutron is
een deeltje dat voorkomt in de kern van het atoom. En dat geen lading heeft. Het heeft wel
een massa die bijna hetzelfde is als een proton, namelijk afgerond ook 1u. De deeltjes in ons
atoommodel zijn dus: protonen, elektronen en neutronen. In een overzicht:
Paragraaf 2.2
, Stoffen bestaan uit kleine deeltjes. Zoals geleerd in hoofdstuk 1 kunnen we zuivere
stoffen kun je indelen in metalen, zouten en moleculaire stoffen.
● Metalen: een stof die bestaat uit één soort metaal atomen
● Zouten: een stof die bestaat uit een combinatie van een metaal ion en niet-metaal
ion.
● Moleculaire stoffen (niet-metalen): een stof die geen metaal atomen bevat.
●
Een atoom bestaat uit 3 verschillende deeltjes; protonen, neutronen en elektronen.
Protonen hebben een positieve lading, neutronen hebben geen lading en elektronen een
negatieve lading.
Atomen hebben in theorie evenveel protonen als elektronen waardoor ze ongeladen zijn.
In de eerste schil om de kern is er plek voor twee elektronen, de schillen die hierna
komen hebben ieder plek voor maximaal acht elektronen. In de praktijk komen ze echter
toch vaak voor als geladen atomen. Een atoom kan elektronen afstaan of elektronen
opnemen van een ander atoom. Het atoom noem je dan een ion. Een atoom dat
elektronen heeft afgestaan is een ion met een positieve lading. Een atoom dat
elektronen heeft opgenomen is een ion met een negatieve lading.
● De molecuulformule: geeft het aantal atomen van elke atoomsoort in een
molecuul.
● De structuurformule: geeft de wijze waarop de atomen aan elkaar zijn gebonden
● De ruimtelijke structuur: geeft een indruk van de ruimtelijke bouw en de grootte in
vergelijking met andere moleculen (skeletmodel, ruimtevullend model).
Een stof kan zijn:
● een element (niet-ontleedbare stof) dat is een stof die bestaat uit één
atoomsoort.
● een verbinding (ontleedbare stof), dat is een stof die is opgebouwd uit twee of
meer verschillende atoomsoorten.