4HAVO scheikunde H2.2 Chemie Formatieve toets

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H2.2 De bouw van een atoom

Formatieve evaluatie

Hier kan je zelf testen of je de leerstof begrijpt. 

Zorg dat je paragraaf 2.2 helemaal doorgenomen hebt voordat je begint. 

Bij de opdrachten heb je een schrift, rekenmachine en Binas nodig, vooral tabel 99 en 25A.

In totaal zijn er 7 open en 11 meerkeuze vragen en kleine stukjes extra uitleg. Succes!

Herhaling atoombouw

Welke element wordt weergegeven?

1. Helium
2. Lithium
3. Beryllium
4. Zuurstof

Waaruit bestaat de kern van een fosfor atoom ?

1. 9 protonen en 10 neutronen
2. 10 neutronen en 9 protonen
3. 15 protonen en 16 neutronen
4. 15 neutronen en 16 protonen

Geef het atoomnummer en het massagetal van dit atoom.

Welke element heeft in de kern 18 protonen en 22 neutronen en in de elektronenwolk 18 elektronen?

Beschrijf de bouw van een aluminium-atoom

Geladen atoom

Herhaling: de lading van een proton is 1+ , een neutron is neutraal en de lading van een elektron is 1-. 

In een neutraal atoom geldt: 

aantal elektronen = aantal protonen (zie linker plaatje: neutraal natrium atoom).

Als het aantal elektronen van een atoom niet gelijk is aan het aantal protonen, dan heeft het atoom een lading (plaatje rechts, het natriumatoom heeft één elektron minder dan het aantal protonen, de lading van het atoom is dus 1+)

Geladen atoom

Wanneer een atoom meer elektronen heeft dan het aantal protonen, dan wordt de lading van het atoom negatief.

Hier rechts zie je de weergave van een neutraal Cl atoom en een Cl^-  ( of Cl^1- ) atoom.

Een geladen atoom wordt een ion genoemd. 

Zijn deze drie atomen neutraal, positief of negatief geladen?

(In de kernen zitten natuurlijk ook nog neutronen, maar die zijn in deze vraag even weggelaten)

1. neutraal-positief-negatief
2. neutraal-negatief - postief
3. neutraal-neutraal-positief
4. neutraal-neutraal-negatief

Wat is de juiste notatie?

1. F​+​​ion
2. F​−​​ion
3. Ne​+​​ion
4. Ne​−​​ion

Hoe is dit ion opgebouwd?

Ca​2+​​

1. 20 p, 20 n en 20 e
2. 20 p, 20 n en 18 e
3. 20 p, 20 n en 22 e

Octetregel 

De edelgassen hebben 8 elektronen in hun buitenste schil (behalve helium, die heeft er twee). 

Edelgassen zijn ook heel stabiel. 

Blijkbaar is het energetisch gunstig voor een atoom om 8 elektronen in de buitenste schil te hebben. 

Dit noem je de octet regel.

Isotopen

Van waterstof bestaan drie isotopen. Welke overeenkomsten en welke verschillen zijn er tussen de isotopen?

Geef de massagetallen van de drie koolstof isotopen.

1. 6-6-6
2. 6-7-8
3. 12-13-14
4. 18-19-20

In de natuur komen twee isotopen van koolstof voor: C-12 en C-13. Hiernaast zie je de kernen van beide isotopen.
Hoe kan je deze twee vormen van koolstof van elkaar scheiden?

1. Met een chemische reactie want de isotopen reageren soms verschillend
2. Met een centrifuge want de isotopen verschillen in massa
3. Je kan ze niet scheiden.

In tabel 25A kan je de atoommassa van C-12 en van C-13 opzoeken en hoeveel beide isotopen voorkomen. Bereken met behulp van tabel 25 de gemiddelde atoommassa van koolstof.

Nu andersom.
Van koper is de gemiddelde atoommassa 63,55 u (zie Binas tabel 99). In de natuur bestaan twee isotopen: Cu-63 met atoommassa 62,92960 en Cu-65 met atoommassa 64,92779 u. Welke van deze twee isotopen komt het meeste voor?

1. Cu-63
2. Cu-65
3. allebei evenveel
4. Je kan het niet weten

In natuurlijk uraan komen uraanatomen voor met massagetal 235 (U-235) en uraanatomen met massagetal 238 (U-238).
Uit hoeveel protonen en hoeveel neutronen bestaat de kern van een atoom U-238?

Radioactieve isotopen

Sommige isotopen zijn niet stabiel, de kern zit niet stevig genoeg in elkaar om alle deeltjes bij elkaar te houden. Dan zenden ze straling uit. 

Dit is bijvoorbeeld zo bij de isotoop H-3 (tritium). 

Een neutron in de kern van H-3 splitst in een proton en een elektron (en een antineutrino). Het elektron heeft veel energie en wordt uit de kern gezonden. Dit is de radioactieve straling.

Radioactieve isotopen

Na het uiteenvallen van het neutron in H-3 blijft er een heliumkern over. Bij radioactieve isotopen kan een atoom dus in een andere soort veranderen!

Niet alle H-3 atomen worden tegelijk He-3. Wanneer je een hoeveelheid H-3 hebt is na 12,26 jaar nog de helft als H-3 aanwezig, de andere helft heeft straling uitgezonden en is He-3 geworden.

De electronen die uitgezonden worden heten beta straling. Beta straling is gevaarlijk voor mensen omdat het weefsels kapot maakt.

 

Nucleaire geneeskunde

Nucleaire geneeskunde maakt gebruik van radioactieve isotopen, bijvoorbeeld bij onderzoek naar botkanker.

Gewone rontgenstraling kan dan niet gebruikt worden omdat een tumor ongeveer dezelfde dichtheid heeft als het omringende bot.

Er wordt dan een isotoop van technetium (Tc-99) gebruikt. De eigenschappen van Tc-99 lijken op die van calcium, maar het is radioactief.  Als de technetiumkern uiteen valt zend deze gamma straling uit die met een speciale camera kan worden gezien. Deze straling maakt weefsels niet kapot. Deze technetium isotoop is erg actief, wat betekent dat er maar een klein beetje van de radioactieve stof ingespoten hoeft te worden en het is ook snel is uitgewerkt.

Wat is geen kenmerk van een readioactieve atoomsoort?

1. Ze splitsen vanzelf in kleinere brokstukken
2. Ze zenden (gevaarlijke) straling uit
3. Ze hebben een halveringstijd, of halfwaardetijd
4. Ze staan vooral aan het begin van het periodiek systeem

Afsluitende opdracht

onderdeel a)

a) Geef de naam van de groep elementen in het periodiek systeem die inde regels 4 en 5 van de tekst wordt bedoeld.

Afsluitende opdracht

onderdeel b)

b) We vergelijken de bouw van een K-40 atoom met die van een Ar-40 atoom.
Wat kan zeggen je over de aantallen protonen, neutronen en elektronen?

1. protonen en elektronen gelijk, neutronen verschillend
2. neutronen gelijk, protonen en elektronen verschillend
3. protonen, neutronen en elektronen allemaal verschillend

Afsluitende opdracht

onderdeel c)

c) Bij gesteenten die voor een gedeelte bestaan uit de steensoort olivijn wordt soms een onjuiste ouderdom bepaald. Dat komt omdat tijdens het stollen van olivijn al een hoeveelheid Ar-40 is ingesloten.
Beredeneer of van gesteente met olivijn de ouderdom ouder of jonger dan de werkelijke ouderdom wordt bepaald.

1. Er wordt dan meer Ar-40 gevonden bij de bepaling. Het lijkt of er meer K-40 is omgezet dus het gesteente wordt ouder geschat.
2. Er wordt dan meer Ar-40 gevonden bij de bepaling. Het lijkt of er minder K-40 is omgezet dus het gesteente wordt jonger geschat.

Uitkomst van deze evaluatie

1 - 3 punten: Noob! Neem paragraaf 2.2 nog een keer door.

4-6 punten: Beginner! De details van het atoommodel heb je nog niet doorgrond. Herhaal een of meer lessen van LessonUp.

7-9 punten: Moderate! Je kent de stof al aardig maar er is nog ruimte voor verbetering.  Schrijf lastige begrippen op en zoek uit wat ze betekenen.  Ga dan door naar het volgende onderdeel.

10-11 punten: Pro! Geef jezelf een schouderklopje. Je kan door naar het volgende onderdeel.