H1 Op weg naar een nieuw atoommodel PDF

THEMA 02 ATOOMBOUW VERKEN  Wat zijn de tekortkomingen van het model van Bohr-Rutherford?  Sommige overgangselementen hebben niet de verwachte ionlading: zilver heeft, in tegensteling tot de meeste overgangselementen, een ionlading 1+....

THEMA 02 ATOOMBOUW VERKEN  Wat zijn de tekortkomingen van het model van Bohr-Rutherford?  Sommige overgangselementen hebben niet de verwachte ionlading: zilver heeft, in tegensteling tot de meeste overgangselementen, een ionlading 1+. Het koperion komt voor met zowel lading 1+ als lading 2+. Bestaat er een verklaring?  Hoe kan het dat er stoffen zoals zwavelhexafluoride of fosforpentachloride bestaan, als zwavel maar 2 en fosfor maar 3 ongepaarde elektronen heeft?  We zoeken het uit!  HET GECOMBINEERD HERHALING ATOOMMODEL VAN BOHR- RUTHERFORD  HET GECOMBINEERDE ATOOMMODEL VAN BOHR-RUTHERFORD - Kern of nucleus: protonen + neutronen (= nucleonen) - Elektronen bewegen zich op vaste afstanden rond de kern: schillen - Protonen (p+): positief geladen deeltjes, massa van 1u - Neutronen (n0): geen lading , massa van 1u - Elektronen (e-) negatief geladen deeltjes, verwaarloosbare massa - Atoom is elektrisch neutraal: evenveel elektronen als protonen  ISOTOPEN 1914 Ontdekking van twee verschillende Pb-atomen met dezelfde chemische eigenschappen maar een verschillende massa = ISOTOPEN “Isotopen zijn atomen met eenzelfde aantal protonen (hetzelfde atoomnummer Z) maar een verschillend aantal neutronen (verschillend massagetal A)” isos = gelijk & topos = plaats  gelijke plaats in het PSE  ISOTOPEN Isotoop of nuclide? - Een nuclide is een atoom met een welbepaald aantal protonen en neutronen - Isotopen zijn nucliden met hetzelfde aantal protonen maar een verschillend aantal neutronen Voorbeeld: Uranium-235 & plutonium-239 zijn nucliden maar geen isotopen Uranium-235 & Uranium-238 zijn wel isotopen (en ook nucliden) Getal geeft aantal kerndeeltjes aan  ISOTOPEN Van het element waterstof bestaan drie isotopen: ISOTOPEN KENNE  ISOTOPEN De meeste elementen komen voor als een mengsel van hun isotopen (steeds dezelfde samenstelling met procentueel natuurlijk voorkomen van elk isotoop) = isotopenabundantie  ISOTOPEN Relatieve atoommassa = Ar = verhouding tussen de absolute massa van één atoom en de referentiemassa  Referentiemassa = atoommassa-eenheid u (unit)  1 u = 1,66.10-27 kg = ongeveer de massa van één proton = ongeveer de massa van één neutron = ongeveer de massa van één H-atoom  ISOTOPEN Relatieve atoommassa = Ar = verhouding tussen de absolute massa van één atoom en de referentiemassa  Referentiemassa = atoommassa-eenheid u (unit)  1 u = 1,66.10-27 kg = 1/12 van de absolute massa van een koolstof-12 atoom ISOTOPEN ISOTOPEN  GEMIDDELDE RELATIEVE ATOOMMASSA Element Isotopen Procentueel Relatieve voorkomen atoommassa (%) (Ar) Chloor Cl-35 75,5 34,97 Op 100 Cl-atomen hebben: Cl-37 24,5 36,97 75,5 atomen elk een Ar van 34,97 of samen een relatieve massa van 2640 24,5 atomen elk een Ar van 36,97 of samen een relatieve massa van 905 100 Cl-atomen hebben dan samen een relatieve massa van 2640 + 905 = 3545 1 Cl-atoom heeft dan een gemiddelde relatieve massa van 3545 / 100 =  GEMIDDELDE RELATIEVE ATOOMMASSA Element Isotopen Procentueel Relatieve voorkomen atoommassa (%) (Ar) Chloor Cl-35 75,5 34,97 Cl-37 24,5 36,97 Ar = = 35,45 Ar = AAN DE SLAG Zie apart blad met oefeningen isotopen HET GECOMBINEERD ATOOMMODEL VAN BOHR-RUTHERFORD NIET KENNEN HET GECOMBINEERD ATOOMMODEL VAN BOHR-RUTHERFORD NIET KENNEN 2de graad: gecombineerde atoommodel Bohr-Rutherford T1 H1: enkel slides moeten gekend zijn! LEERDOELEN PRACTICUM KLEUREN IN VUURWERK OP WEG NAAR EEN NIEUW ATOOMMODEL ZIE PRACTICUM OP WEG NAAR EEN NIEUW ATOOMMODEL RUTHERFORD BOHR VLAMPROEVE N Elektronen willekeurig in elektronenmantel Elektronen op welbepaalde schillen = energieniveaus (of hoofdkwantums)  ENERGIE ALS GOLFBEWEGING LICHT= elektromagnetische golf Een golf wordt gekenmerkt door: - frequentie f (het aantal cycli per seconde) - amplitude A (de maximale uitwijking uit evenwicht) - golflengte λ (de afstand tussen twee golftoppen –of dalen) ENERGIE ALS GOLFBEWEGING  ENERGIE ALS GOLFBEWEGING ELEKTROMAGNETISCH SPECTRUM Energie en golflengte zijn omgekeerd evenredig Frequentie en golflengte zijn omgekeerd evenredig LAGE λ = blauwe HOGE λ = rode kleur kleur DE GRONDTOESTAND EN AANGESLAGEN TOESTAND VAN EEN ELEKTRON ∆E heeft welbepaalde λ en dus welbepaalde kleur  De kleur van het licht is een maat voor de energie-inhoud  DE GRONDTOESTAND EN AANGESLAGEN TOESTAND VAN EEN ELEKTRON ∆E klein? ∆E groot? hoge λ = rode kleur lage λ = blauwe kleur  OP WEG NAAR EEN NIEUW ATOOMMODEL RUTHERFORD Elektronen willekeurig in elektronenmantel  elektronen kunnen alle plaatsen innemen  alle waarden voor ∆E zijn mogelijk  alle waarden voor λ zijn mogelijk  uitgezonden licht = wit Klopt niet met waarnemingen uit vlamproeven!  EMISSIESPECTRA WIT LICHT (vb. zonlicht of kaarslicht) = EM golven met alle mogelijke golflengten Prisma zorgt ervoor dat de verschillende golflengten op een verschillende manier gebroken worden  Continue emissiespectrum  EMISSIESPECTRA LICHT UIT VLAMPROEF lijnenspectrum met lijnen bij de golflengten van het geëmitteerde licht Elke energiesprong komt overeen = met een lijn emissiespectrum EMISSIESPECTRA Emissiespectrum is uniek voor elk Lithium element = FINGERPRINT Kalium Calcium Barium Koper HET DUALE KARAKTER VAN EEN ELEKTRON INFORMATIEF = NIET KENNEN HET DUALE KARAKTER VAN EEN ELEKTRON INFORMATIEF = NIET KENNEN Elektron is enerzijds een massadeeltje en anderzijds een deeltje met een golfkarakter (energie) = DUALE KARAKTER  DE ONZEKERHEIDSRELATIE VAN HEISENBERG INFORMATIEF = NIET KENNEN De positie en snelheid van een elektron kunnen nooit gelijktijdig exact gekend zijn Analogie: je wil geblinddoekt nagaan of er een glas water op tafel staat  DE ONZEKERHEIDSRELATIE VAN HEISENBERG INFORMATIEF = Bal gooien naar glas NIET KENNEN  op basis van hoe snel de bal terug botst, kun je bepalen waar het glas stond MAAR bij het raken van het glas, is het glas weggevlogen en je weet niet aan welke snelheid DE ONZEKERHEIDSRELATIE VAN HEISENBERG INFORMATIEF = NIET KENNEN AAN DE SLAG