Inhoud
Het element natrium bevindt zich in de alkalimetaalgroep van het periodiek systeem. Het bestaat uit ongeveer 2,8 procent van de aardkorst. Qua uiterlijk is natrium een zacht zilverachtig wit metaal. De atoomformule is Na. Het creëren van een 3D-model van het natriumatoom biedt een interactieve praktische ervaring die zowel inzichtelijk als informatief is.
Achtergrond informatie
Driedimensionale modellen zijn gevisualiseerde replica's van hoe de atoomstructuur van een element eruit zou kunnen zien. Ze zijn gebaseerd op het Bohr-model van het atoom. De Deense natuurkundige Niels Bohr (1885-1962) was de eerste die de planetaire modelillustratie van het atoom bedacht. Het Bohr-model verdeelt het atoom in wezen in een elektronenwolk en een kern. De kern bevat de protonen en neutronen. De elektronenwolk is waar de elektronen kunnen worden gevonden. Elektronen draaien rond de atoomkern in stabiele banen of schalen. Hoewel het Bohr-model in de loop der jaren talloze wijzigingen heeft ondergaan, wordt nog steeds vertrouwd op de onderliggende principes bij het onderwijzen van de basisprincipes van atomaire structuur. Om deze reden wordt het Bohr-model gebruikt om te illustreren hoe een 3D-model van het natriumatoom kan worden ontworpen.
Tips
Monteer de benodigde materialen. Deze omvatten knutselballen van verschillende tinten om de elektronen, protonen en neutronen weer te geven. Protonen en neutronen zijn even groot, terwijl elektronen kleiner zijn dan zowel protonen als neutronen. Kies daarom ambachtelijke wattenbolletjes van het juiste formaat om die grootteverschillen te simuleren. Wat de 'schalen' van de elektronenwolk betreft, deze kunnen met een schaar uit karton of dik posterboard worden gesneden. Zorg er ook voor dat u een string bij de hand heeft. Gebruik een string om de elektronenschillen in concentrische cirkels te binden om banen rond de kern te simuleren. Lijm hecht de ambachtelijke wattenbolletjes aan hun overeenkomstige gebieden.
Zoek natrium op het periodiek systeem om het atoomnummer te bepalen. Het atoomnummer van een element zal wijzen op het aantal protonen en het aantal elektronen dat het heeft. Vergeet niet dat een stabiel, neutraal atoom evenveel elektronen heeft als protonen. Bijgevolg geeft het atoomnummer van natrium van 11 aan dat het een gelijk aantal van 11 protonen en 11 elektronen heeft.
Zoek het aantal neutronen dat natrium heeft, door eerst naar zijn atoomgewicht te kijken in het periodiek systeem. Natrium heeft een atoomgewicht van ongeveer 23. Dat betekent dat de kern 12 neutronen heeft, aangezien 23 min 11 protonen gelijk is aan 12 neutronen. Nu je het aantal protonen en neutronen hebt bepaald, kies je ervoor om een kern van 11 geel gekleurde protonen en 12 groen gekleurde neutronen te maken, zoals afgebeeld op de foto.
Maak de elektronenschillen die de kern van het natriumatoom omringen. In chemie en atoomfysica komen elektronenschillen overeen met de belangrijkste energieniveaus waar elektronen rond de atoomkern cirkelen. Bovendien wordt elk van deze schalen bezet door een vast aantal elektronen. De algemene vuistregel is dat de nde schaal tot 2 (n-kwadraat) elektronen kan bevatten. Aldus bevat de eerste schaal, die de binnenste schaal is, maximaal twee elektronen. Vervolgens bevat de tweede schaal maximaal acht elektronen. Dat wordt gevolgd door de derde schaal, die maximaal 18 elektronen bevat. Omdat natrium 11 elektronen heeft, zal de eerste schaal volledig worden ingenomen door twee elektronen. Dat wordt gevolgd door zijn tweede schaal volledig bezet door acht elektronen, waardoor zijn derde schaal met slechts één elektron achterblijft, zoals te zien is in de afbeelding.