Nova Havo 3 Hfdst. 7.2 Atomen

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

Nova Havo 3 hfdst 7.2 atomen

Nova Havo Hfdst 7.2 Atomen

Wat leer je tijdens deze les?

-Verschil tussen moleculen, atomen en isotopen benoemen

-Opbouw van het atoom omschrijven

Nova Havo Hfdst 7.2 Atomen

Wat heb je nodig tijdens deze les?

-Boek Nova 3 leeropdrachtenboek

-Pen en notitie blok

-Computer met internet verbinding

- Toegang tot Youtube.

Nova Havo Hfdst 7.2 Atomen

Inleiding:

Er bestaan erg veel zuivere stoffen; het aantal loopt op in de vele miljoenen. Er zijn dus ook miljoenen verschillende moluculen. Scheikundigen hebben ontdekt dat al die moluculen zijn opgebouwd uit iets meer dan honderd verschillende bouwstenen. Deze bouwstenen worden atomen genoemd.

Moleculen en atomen

Water bestaat uit watermoluculen. In fig. 12 zie je een model van zo'n watermolucuul. Uit proeven is gebleken dat watermoluculen verder kunnen worden opgesplitst (ontleed) in nog kleinere deeltjes: Atomen.

Elk watermolucuul bestaat uit drie atomen: 1 zuurstofatoom en 2 waterstofatomen. 

Moleculen en atomen 

De moleculen van water zijn relatief klein. De moleculen van ethanol (de alcahol in wijn en bier) en sacharose (kristalsuiker) zijn duidelijk groter, zoals je in figuur 12 kunt zien. Een ethanolmolecuul heeft 9 atomen, een sacherosemolecuul heeft er zelfs 45. Toch kom je in deze moluculen maar drie verschillende bouwstenen tegen: koolstofatomen, waterstofatomen en zuurstofatomen.

Stoffen ontleden

Er zijn verschillende manieren om stoffen te ontleden. Water kun je bijvoorbeeld ontleden  met behulp van electriciteit in het toestel van Hoffman. Als je stroom door het water laat lopen, worden continu watermoluculen afgebroken. Daarvoor in de plaats ontstaan er 2 nieuwe stoffen : de gassen watersof en zuurstof.

Stoffen ontleden

In volgende figuur is getekend wat er bij het ontleden met de moleculen gebeurt. Je ziet dat de watermoluculen kapotgaan. De losse bouwstenen vormen daarna nieuwe combinaties. Er ontstaan waterstofmoleculen (opgebouwd uit 2 atomen waterstof) en zuurstofmoleculen (opgebouwd uit 2 atomen zuurstof)

Stoffen ontleden

Waterstof en zuurstof worden elementen genoemd. Een element is een stof die niet verder ontleed kan worden. Dat komt doordat een element helemaal uit 1 soort atomen bestaat. In zuurstof heb je alleen zuurstof atomen, in waterstof alleen waterstofatomen. Omdat er iets meer dan honderd verschillende atoomsoorten zijn, zijn er ook iets meer dan honderd verschillende elementen.

De bouw van een atoom

Wetenschappers en filosofen hebben lang gedacht dat atomende kleinste deeltjes zijn die er bestaan. Het woord 'atoom' geeft dat ook aan: het is afgeleid van het griekse woord atomos da 'ondeelbaar' betekent. Maar natuurkundigenhebben rond 1890 ontdekt dat atomen uit nog kleinere deeltjes bestaan: Protonen, neutronen en elektronen.

In het volgende plaatje zie je de vereenvoudigde weergave van een atoom van het element boor.

Zoals elk atoom bestaat het uit een kern met daaromheen een antal elektronen. De kern is in werkelijkheid veel kleiner dan het atoom zelf. Het atoom is dan ook niet op schaal getekend. In een tekening op schaal zou je de kern niet eens kunnen zien!

De bouw van een atoom

De atoom kern is opgebouwd uit 2 soorten deeltjkes: protonen en neutronen. Er is 1 uitzondering!

 De kern van een waterstofatoom (het kleinste atoom wat er bestaat) bestaat uit 1 proton en bevat geen neutronen.

De bouw van een atoom

protonen: 

Een proton heeft een onvoorstelbaar kleine massa: 

0,00000000000000000000000000167 kg.

Een proton heeft bovendien een een hele kleine positieve lading. De protonen in een atoomkern worden bij elkaar gehouden door kernkrachten die groter zijn dan de afstotende elektrische krachten tussen de protonen.

De bouw van een atoom

Neutronen:

Neutronen vormen samen met protonen de kern van een atoom. De massa van een proton is bijna even groot als die van een proton. Een neutron heeft geen electrische lading (is dus neutraal). Het aantal neutronen in een atoomkern mag niet te groot of te klein zijn, anders is de kern instabiel en valt hij op een gegeven moment uit elkaar.

De bouw van een atoom

Elektronen: 

Een elektronis een negatief geladen deeltje. De massa van een elektron is:

0,000000000000000000000000000000911 kg dat is ongeveer 1800 keer zo klein als de massa van een proton of neutron. De lading van een elektron is even groot als (maar tegengesteld aan) de lading van een proton.

2 negatief geladen elektronen stoten elkaar even sterk af als 2 positief geladen protonen.

Een atoom heeft evenveel protonen als elektronen. Daardoor is een atoom als geheel electrisch neutraal: Je kunt de positieve lading van de protonen 'wegstrepen' tegen de negatieve lading van de elektronen.

De bouw van een atoom

Samenvatting:

Bouwstenen van het atoom: protonen, neutronen en elektronen

Lading:  Proton: Positief (+) ; Neutron: Neutraal (*) ; Electron: Negatief (-)

Kernkrachten zijn de krachten die de atoomkern bij elkaar houden, zijn groter dan de afstotende elektrische krachten van de protonen.

Isotopen

De atomen van 1 element hebben allemaal hetzelfde aantal protonen in hun kern. Elk koolstofatoom heeft zes protonen, elk zuurstof atoom heeft acht protonen, enzovoort.

Het aantal protonen bepaalt dus met welk element je te maken hebt. Daarom heeft elk element een atoomnummer dat gelijk is aan het aantal protonen in de kern. Het atoomnummer van koolstof is dus 6, Het atoomnummer van zuurstof 8, enzovoort.

Onthoud:

Het atoomnummer is gelijk aan het aantal protonen van een element.

Isotopen

De atomen van 1 element kunnen wel een verschillend aantal neutronen in hun kern hebben. Je zegt dan dat het element verschillende isotopen heeft. Het element koper (Cu) heeft bijvoorbeeld de isotopen koper-63 (29 protonen en 34 neutronen)en koper-65 (29 protonen en 36 neutronen).

Scheikundig gezien is er geen verschil tussen deze isotopen: ze zien er net zo uit en reageren op dezelfde manier met andere stoffen.

De getallen 63 en 65 waarmee je de isotopen van koper van elkaar onderscheidt noem je massagetallen. Het massagetal geeft het totale aantal kerndeeltjes aan.  Kerndeeltjes = aantal protonen + aantal neutronen.

Omdat je de massa van de elektronen kunt verwaarlozen is het massagetal ook een maat voor de totale atoommassa.

Een atoomkern koper-65 bestaat immers uit meer deeltjes en heeft dus een grotere massa dan een atoomkern van koper-63.

Plus Het periodiek systeem

Hhet periodiek systeem is een schema met rijen (perioden) en kolomen (groepen). In de ongeveer honderd vankjes van dit schema zijn alle elementen op een overzichtelijke manier geordend.

In de rijen staan de elementen op volgorde van het atoomnummer (het aantal protonen in de kern). In de derde rij staan bijvoorbeeld de elementen met atoomnummer 11 t/m 18: Natrium tot Argon.

Elementen met vergelijkbare eigenschappen zijn in het schema onder elkaar gezet. Zo krijg je achtien groepen elementen met vergelijkbare eigenschappen. In groep 18 Helemaal rechts vindt je bijvoorbeeld de edelgassen.  

Kenmerkend voor deze gassen is dat ze niet met andere stoffen reageren. Edelgassen worden onderandere gebruikt om lampen mee te vullen.