Uw winkelwagentje is leeg

Winkelen

Aantal: 0

Totaal: 0,00

0

Ontwikkeling van het atoommodel

Ontwikkeling van het atoommodel

Overzicht van de geschiedenis van de atoomstructuur

Chemie

Trefwoorden

atoom-model, Democritus, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Sommerfield, Heisenberg, Schrödinger, kern, elektron wolk, atoomstructuur, proton, elektron, neutron, elementaire deeltjes, atoom, opwinding, spectrum, kwantummechanica, Chemie

Gerelateerde items

Scènes

Democritus

Volgens Democritus en zijn meester Leucippus was materie opgebouwd uit kleine, ondeelbare deeltjes die atomen heetten. Volgens hun model zouden atomen eeuwig bestaan: ze konden niet vernietigd worden of veranderen. Ze konden verschillen in grootte en vorm en waren wellicht met elkaar verbonden door middel van kleine haakjes.

De eigenschappen van atomen bepalen de kenmerken van verschillende materialen. De ronde atomen met haakjes die we bijvoorbeeld zien in de animatie hebben een bittere smaak en zijn plakkerig. Zoete materialen zijn klein en rond. Hierdoor kunnen ze in verschillende materialen doordringen en zo de smaak van deze materialen veranderen.

Tegenwoordig weten we dat dit naïeve atoommodel niet juist is. Toch is deze theorie belangrijk geweest voor de wetenschapsgeschiedenis omdat deze theorie in de 4e en 5e eeuw v. Chr. het begin markeerde van het begrip van de niet-doorlopende gekwantiseerde aard van materie.

Dalton

Volgens de Engelse wetenschapper John Dalton bestonden verbindingen uit verschillende combinaties van atomen. Hij beschreef atomen als ondeelbare, kleine bolletjes. Dalton's model was in wezen een verbeterde versie van de atoomtheorie van Democritus.

Volgens Dalton waren de eigenschappen van materialen afhankelijk van de afstand tussen de atomen. Hoewel later bleek dat atomen niet ondeelbaar zijn, had hij het bestaan ervan correct verondersteld.

Thomson

Tegen het einde van de 19e eeuw werd duidelijk dat de theorie van de ondeelbaarheid van atomen niet langer houdbaar was. Rond de eeuwwisseling observeerde de Engelse natuurkundige John Thomson dat kathodestralen bestaan uit negatief geladen deeltjes. Hiermee toonde hij het bestaan van elektronen aan.

In verschillende experimenten concludeerde hij dat elektronen aan atomen van elk element onttrokken kunnen worden, en dat alle atomen derhalve elektronen bevatten. Omdat atomen elektrisch neutraal zijn, veronderstelde hij dat de negatief geladen elektronen ingebed waren in een positief geladen substantie. Thomson noemde dit het 'krentenbolmodel' omdat de structuur hem deed denken aan een krentenbol.

Rutherford

In de experimenten van Ernest Rutherford werd goudfolie gebombardeerd met alfadeeltjes, oftewel heliumkernen. Het grootste deel van de alfadeeltjes gingen door het folie heen, terwijl een aantal deeltjes hun richting veranderden tijdens het passeren en weer andere werden weerkaatst door het folie.

Als het atoommodel van Thomson correct was geweest, dan zouden alle alfadeeltjes weliswaar vertraagd zijn geweest maar zouden ze zonder hun richting te hebben veranderd door het metaal heen zijn gekomen. De uitkomst van zijn experimenten is alleen mogelijk mits de grootste massa van de goudatomen zich in een relatief kleine ruimte bevindt.

Gebaseerd op zijn resultaten ontwikkelde en publiceerde Rutherford zijn atoommodel in 1911. In dit model draaien de elektronen om de positief geladen kern heen. De diameter van de kern is ongeveer een tienduizendste van de diameter van een atoom.

Bohr

De ontwikkeling van een nieuw model was nodig, omdat bij het model van Rutherford, volgens sommige berekeningen, de elektronen die rond de kern cirkelen continu energie uitzenden, waardoor de elektronen vertragen en spiraalsgewijs de kern in komen. De ervaring leert ons echter dat atomen niet oplossen.

Dus moest het atoommodel van Rutherford opnieuw aangepast worden. Het probleem werd opgelost door de Deense natuurkundige Niels Bohr in 1913 met de volgende aanname: elektronen kunnen alleen in cirkelvormige orbitalen om de kern draaien. Daarom kunnen elektronen niet spiraalsgewijs de kern in komen; ze kunnen van het ene orbitaal naar het andere springen.

Wanneer een elektron energie absorbeert in de vorm van een foton, raakt het elektron gestimuleerd en komt deze in een hogere energiebaan verder van de kern. Het elektron kan in een lagere energiebaan terechtkomen door de uitstoot van energie.

Aangezien het elektron alleen een foton kan absorberen of uitzenden met de energie die voor een sprong nodig is, zijn de emissie- en absorptiespectra van atomen niet constant. Dit komt overeen met experimentele resultaten met waterstofatomen.

Sommerfeld

Sommerfeld werkte het atoommodel van Bohr bij en publiceerde zijn theorie, die ook wel het Bohr-Sommerfeldmodel genoemd wordt in 1920. In dit atoommodel kunnen de elektronen eveneens alleen rond de kern cirkelen in bepaalde orbitalen, maar deze orbitalen kunnen ook elliptisch zijn.

Heisenberg, Schrödinger

  • X
  • Y
  • Z

Het Heisenberg-Schrödinger model wordt ook wel het atoommodel van Kwantummechanica genoemd. Volgens de Kwantummechanika kunnen deeltjes niet beschreven worden als bolletjes met een exacte locatie. Het is realistischer om de elektronenschil van een atoom weer te geven als een elektronenwolk. We vinden waarschijnlijk elektronen op bepaalde punten in de elektronenwolk.

Er zijn orbitalen in het atoom en binnen de orbitalen zijn er s, p, d, en f-schillen met specifieke vormen. Dit atoommodel is de beste manier om de werkelijkheid weer te geven met onze huidige kennis van de structuur en werking van het universum.

Gesproken tekst

Gerelateerde items

Covalente bindingen in benzeenmoleculen

In benzeen zitten sigma-bindingen en gedelokaliseerde pi-bindingen tussen koolstofatomen.

De structuur van stikstofmoleculen

Deze animatie toont de structuur van stikstofmoleculen, met een sigma en twee pi bindingen om het atoom bij elkaar te houden.

Elektronenconfiguratie van calcium

Deze animatie toont de elektronenconfiguratie van het calciumatoom.

Vorming van waterstofmoleculen

Waterstofatomen in waterstofmoleculen worden door middel van covalente verbindingen samengehouden.

Elementaire deeltjes

Materie bestaat uit quarks en leptonen.

Opdrachten over moleculen I (bindingen)

Om te oefenen met verschillende soorten bindingen

Transparantie

De animatie verklaart de fenomenen transparantie en opaciteit, het principe van röntgenonderzoek, en kleurfilters.

Beroemde astronomen en natuurkundigen

Deze animatie geeft een overzicht van de werken van astronomen en natuurkundigen die onze kijk op het universum veranderd hebben.

Het experiment van Rutherford

Met het experiment van Rutherford kon het bestaan van atoomkernen met een positieve lading worden bewezen. De resultaten dienden als basis voor de...

Hoe werkt het de elektronenmicroscoop?

De animatie laat de bouw en werking van de elektronenmicroscoop zien.

Kettingreactie

Energie die vrijkomt bij kernsplitsing kan gebruikt worden voor civiele of militaire doeleinden.

Marie Curie's laboratorium

Marie Curie, die zowel de Nobelprijs voor Natuurkunde ontving alsook de Nobelprijs voor Scheikunde, is waarschijnlijk de meest bekende vrouw uit de...

Natuurkundigen die de wereld hebben veranderd

Deze grote wetenschappers hebben een enorme invloed gehad op de vooruitgang in de natuurkunde.

Radioactiviteit

Het proces van het uit elkaar vallen van onstabiele atoomkernen wordt radioactiviteit genoemd.

Sucrose (bietsuiker) (C₁₂H₂₂O₁₁)

Een witte, in water oplosbare zoete verbinding die bekendstaat als suiker.

Krachten

De animatie toont de krachten die effect hebben op de wagen met wielen of met ski's.

Added to your cart.