Atoom theorie

1
Atoom theorie

• Inleiding

2
Democritus
Democritus van Abdera (ca. 460 v. Chr.-380/370 v.
Chr.) was een Grieks geleerde, filosoof astronoom
en reiziger.

• Materie bestaat uit zeer kleine ondeelbare
  eenheden (a-tomos ondeelbaar) met daartussen
  lege ruimte.
• Atomen kunnen een oneindig aantal vormen
  aannemen.
• Atomen kunnen botsen en zo iets creeren maar
  nadien kunnen zij weer uiteenvallen.

3
Atoom theorie

• Atoommodel van Dalton (1808)

4
Atoomtheorie van Dalton

1. Elementen bestaan uit kleine deeltjes, atomen
   genaamd.
2. Elk element wordt gekarakteriseerd door de massa
   van het atoom atomen van hetzelfde element
   hebben dezelfde massa en atomen van verschillende
   elementen hebben een verschillende massa.
3. Bij het ontstaan van nieuwe stoffen verandert
   alleen de manier waarop atomen met elkaar
   verbonden zijn de atomen zelf veranderen niet.

5
Atomen volgens Dalton
Simpele atomen. 1 waterstof
De hogere atoomnummers zijn volgens Dalton
samengestelde atomen binair, tertiar, quartenair
enz.
6
(No Transcript)
7
Symbolen voor de verschillende elementen
8
PROBLEEM
Waar bestaan atomen uit?
9
Atoom theorie

• Atoommodel van Thomson (1897)

10
Ontdekking van het electron
Aan het einde van de 19e eeuw voerden
verschillende wetenschappers experimenten uit met
kathodestraalbuizen en langzaam kwamen zij tot
het besef dat er zich daarin negatief geladen
subatomaire deeltjes bevonden.
11
PROBLEEM
Atomen zijn neutraal. Als elektronen negatief
zijn, moeten er ook nog positief geladen deeltjes
zijn!
12
Het atoom volgens Thomson. Ook wel het krentenbol
of pudding model genoemd.
13
Atoom theorie

• Atoommodel van Rutherford (1911)

14
De hypothese

• Wat gebeurt er als ik een atoom met ?-deeltjes
  (heliumkernen) beschiet?
• Rutherford dacht het volgende te zullen
  waarnemen http//www.nat.vu.nl/pwgroen/sdm/hyper
  /anim/thomfilm.html

15
Het experiment
16
Resultaten

• De meeste ??-deeltjes gingen rechtdoor of werden
  nauwelijks verstrooid.
• Sommige ?-deeltjes werden onder grote hoeken
  verstrooid.
• Probleem Dit rijmt niet met de verwachtingen die
  Rutherford had uit het model van Thomson.

17
Een nieuw model

• Het atoom bestaat voor het grootste deel uit lege
  ruimte.
• Er is een positief geladen kern.
• De electronen cirkelen om de kern in banen.
• http//www.nat.vu.nl/pwgroen/sdm/hyper/anim/ruthf
  ilm.html

18
Het atoom volgens Rutherford
http//users.skynet.be/eddy/experiment_van_rutherf
ord.htm
19
Afmetingen
20
PROBLEEM
Waarom valt het electron niet op de kern?
21
Atoom theorie

• Atoommodel van Bohr (1914)

22
De Theorie

• Electronen bevinden zich in schillen rond de
  kern.
• Een schil kan een beperkt aantal electronen
  bevatten.
• De electronen van een stabiel atoom zitten in de
  schillen met de laagst mogelijke energie.

23
Schillen worden volgens toenemende afstand tot de
kern voorgesteld door K, L, M, N, O, P en Q. Het
rangnummer wordt het schilnummer 'n' genoemd. Een
schil met rangnummer n kan maximaal 2n2
elektronen bevatten, zoals aangegeven in de
volgende tabel
24
Het atoom volgens Niels Bohr
25
CHLOOR
26
NATRIUM
27
Atoom theorie

• Orbitals

28
Sommerfeld (1916)

• Sommerfeld stelde voor dat een elektronenschil of
  hoofdenergieniveau samengesteld is uit
  subniveaus.
• Het aantal subniveaus in een hoofdschil is gelijk
  aan het nummer van die hoofdschil (max. 4
  subniveaus).
• De subniveaus worden s-, p-, d- en f-subniveaus
  genoemd met respectievelijk een maximale
  elektronenbezetting van 2, 6, 10 en 14,
  voorgesteld als s2, p6, d10 en f14

29
Uiteindelijk!

• Erwin Schrödinger (1926) stelt een
  kwantummechanisch model waarbij elektronen niet
  als deeltjes, maar als golfverschijnsel werden
  voorgesteld.
• Een jaar later kwam Werner Heisenberg met het
  onzekerheidsprincipe van Heisenberg, waarmee hij
  aangaf dat het inderdaad niet mogelijk was van
  een elektron de precieze plaats in een atoom aan
  te geven.

30
Onzekerheidsprincipe van Heisenberg
Een electron heeft geen vaste plaats, maar een
waarschijnlijkheid dat hij zich op een bepaalde
plek bevindt.
Het electron in de 1s orbitaal bevindt zich voor
95 zeker in de wolk die hier is getekend. Op de
plaatsen waar de wolk dicht is, is de
waarschijnlijkheid het electron aan te treffen
het grootst.
31
(No Transcript)
32
Ruimtelijke voorstelling van de s,p en d
orbitalen. De vorm van de orbitalen geeft aan op
welke plekken we de meeste kans hebben het
electron te vinden.
33
(No Transcript)
34
(No Transcript)
35
Opvulling van de orbitalenhet Pauli-principe

• Elke orbitaal kan slechts 2 electronen bevatten.
• Deze electronen hebben een tegengestelde spin.
• http//users.skynet.be/eddy/config.html

36
(No Transcript)
37
Atoom theorie

• Lewis structuren tekenen

38
OCTETREGEL VAN LEWIS

• 8 electronen in de buitenste schil zorgt voor
  verhoogde stabiliteit.
• Waterstof vormt hier een uitzondering op. De
  buitenste schil van een waterstofatoom bestaat
  uit alleen een 1s orbitaal en biedt slechts
  plaats aan twee elektronen. Daarom vormt het
  atoom maar één binding.

39
EDELGASSEN

• Edelgassen hebben een met acht elektronen hun
  buitenste schil volledig gevuld, waardoor ze door
  hun stabiliteit geen chemische reacties aangaan.
• http//images.google.nl/imgres?imgurlhttp//www.w
  ebelements.com/webelements/elements/media/kossel-p
  ics/Kr.jpgimgrefurlhttp//www.webelements.com/we
  belements/elements/text/Kr/econ.htmlh300w300s
  z15tbnidVARd2uzJUZ8Jtbnh111tbnw111hln

40
ionbinding en covalente binding

• http//users.skynet.be/eddy/ion_covalent.html

41
Lewis structuur

• Een Lewisstructuur gaat op dezelfde manier als
  een structuurformule, alleen moet je ook rekening
  houden met vrije electronenparen.- Bekijk van
  elk atoom hoeveel bindingen het aangaat
• - Bekijk hoeveel valentie-elektronen het atoom
  heeft
• - Het aantal vrije electronenparen kan je
  bereken met VEP 1/2 (aantal valentie -
  aantal bindingen)
• - Bekijk tenslotte welke atomen nu een formele
  lading dragen.

42
(No Transcript)
43
(No Transcript)
44
(No Transcript)
45
(No Transcript)
46
resonantie
47
Atoom theorie

• Ruimtelijke structuur

48
(No Transcript)
49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
(No Transcript)
53
Het tekenen van een lewisstructuur

• http//cheminf.cmbi.ru.nl/wetche/organic/srm1/lewi
  s/