het atoommodel van rutherford · 2019. 6. 2. · het atoommodel van rutherford. om dit duidelijk te...
TRANSCRIPT
-
Het atoommodel van Rutherford
Niels v. Arkel
A1A MNT
Docent: R. Schmidt
Corlaer College
22 Maart
-
Inhoud
Inleiding Blz. 2
Afmetingen van een atoom. Blz. 3
De deeltjes van een atoom. Blz. 4
IJzeratoom VS chlooratoom. Blz. 5
IJzeratoom VS ijzer-ion. Blz. 6
Isotopen Blz. 7
Hoe kwam Rutherford bij zijn model? Blz. 8
De geschiedenis van Rutherford Blz. 9
Conclusie Blz. 10 & 11
Bronnenlijst Blz. 12
Logboek Blz. 13
1
-
Inleiding
In dit verslag wordt uitgelegd hoe een atoom in elkaar zit met behulp van
het atoommodel van Rutherford. Om dit duidelijk te doen worden de
volgende vragen beantwoorden:
Wat is een atoom en hoe zit deze in elkaar?
● Wat zijn de afmetingen van een atoom? Deze paragraaf wordt benoemd als Afmetingen van een atoom.
● Wat zijn de deeltjes waaruit een atoom bestaat? Dit wordt benoemd als De deeltjes van een atoom.
● Wat zijn de verschillen tussen een ijzeratoom en een chlooratoom? Dit wordt benoemd als IJzeratoom vs. chlooratoom.
● Wat zijn de verschillen tussen een ijzeratoom en ijzer-ion? Dit wordt benoemd als IJzeratoom vs. ijzer-ion.
● Wat zijn isotopen? Dit wordt benoemd als Isotopen.
Er wordt ook uitgelegd hoe Rutherford bij zijn model kwam en wat zijn
geschiedenis is. Dit wordt benoemd als
● Hoe kwam Rutherford bij zijn model? ● De geschiedenis van Rutherford.
2
-
Afmetingen van een atoom
Er zijn verschillende atomen. Ze zijn ook niet allemaal even groot. Wat ze
wel gelijk hebben, is dat ze klein zijn; heel klein. Om de afmeting van een
atoom te kunnen weergeven moeten we dus ook kleinere eenheid
hebben. Men gebruikt daarvoor picometers. Een picometer is 1 miljardste
van een millimeter. Oftewel 0,000000001 millimeter.
Wat atomen verder gelijk hebben, is dat ze bolvormig worden
voorgesteld. Zo heeft een waterstofatoom een radius van 53 picometer en
een cesiumatoom een radius van 298 picometer.
Alle atomen die op de wereld voorkomen, zijn samengevat in het
periodiek systeem der elementen die hieronder is weergegeven.
De elementen met hun radius. Grijs betekent dat er een gebrek aan
gegevens is.
3
-
De deeltjes van een atoom
Een atoom bestaat uit verschillende deeltjes. Een kern bestaat uit
protonen en neutronen. Buiten die kern zweven ook nog elektronen. Deze
elektronen draaien rondjes om de kern. Tussen die elektronen en de kern
zit helemaal niks.
Protonen en neutronen hebben natuurlijk ook weer hun eigen radius. Zo
zijn protonen en neutronen 0,001 picometer groot. Een elektron heeft
geen radius omdat het zowel een golf als een deeltje is. Een elektron
gedraagt zich als een deeltje maar beweegt als een golf en een golf heeft
geen radius.
Op deze afbeelding kan je duidelijk zien
waar de elektronen, protonen en neutronen
zich ten opzichte van elkaar bevinden.
4
-
IJzeratoom vs. Chlooratoom
Wat is het verschil tussen twee verschillende atomen?
Het verschil tussen een ijzeratoom en een chlooratoom is hun
atoomnummer. Het atoomnummer zegt iets over het aantal protonen in
de kern van het atoom. Een ijzeratoom heeft een atoomnummer van 26
oftewel een ijzeratoom bestaat uit 26 protonen. Een chlooratoom heeft
een atoomnummer van 17 en bestaat dus uit 17 protonen.
Het atoomnummer is ook handig om te weten omdat je er ook meteen
het aantal elektronen mee weet. Er zitten namelijk evenveel elektronen
als protonen in een atoom.
Het aantal neutronen in een atoomkern kan per atoomsoort verschillen.
We spreken dan van verschillende isotopen van een atoomsoort. Hierover
later meer. Het aantal protonen en neutronen in de atoomkern samen bepaalt de massa van het atoom en daarmee het massagetal.
In bovenstaande figuur is dit weergegeven. Het Helium (He) atoom
bijvoorbeeld heeft atoomnummer 2: het atoom bezit 2 protonen en 2
elektronen.
Het verschil tussen een ijzeratoom en een chlooratoom is dus dat een
ijzeratoom uit meer protonen en elektronen bestaat dan een chlooratoom.
5
-
IJzeratoom vs. ijzer-ion
Zoals in het vorige hoofdstuk aangegeven, bestaat een atoom uit
evenveel protonen als elektronen. Dit kan ook anders zijn. De elektronen
zitten namelijk nergens aan vast en kunnen dus gestolen worden door
een andere atoom zodra er een chemische reactie is.
Een atoom is op zichzelf neutraal omdat er evenveel positieve deeltjes
(protonen) als negatieve deeltjes (elektronen) zijn. Maar zodra er een
elektron gestolen wordt, wordt het atoom positief geladen. Dit komt,
omdat een elektron negatief geladen is. Maar als het atoom zelf een
elektron steelt wordt het atoom negatief geladen, omdat hij er dan een
elektron bij krijgt. Als een atoom meer of minder elektronen heeft dan
zijn atoomnummer dan noem je het atoom een ion.
Het vermogen van een atoom om 1 of meerdere elektronen op te nemen
of af te staan is afhankelijk van zijn plek in het periodiek systeem. In
bovenstaande figuur is dit weergegeven.
Het verschil tussen een ijzeratoom en een ijzer-ion is dus dat een
ijzeratoom altijd dezelfde hoeveel elektronen als protonen heeft terwijl
een ijzer-ion altijd minder elektronen heeft dan protonen.
6
-
Isotopen
Je noemt een atoom een isotoop wanneer er minder of meer neutronen in
de atoomkern zitten dan protonen. Het is nog steeds een atoom wanneer
het aantal neutronen verschillen van het aantal protonen. Het atoom is
alleen wat licht of zwaarder. Dus het massagetal verandert ook. Sommige
isotopen hebben ook een eigen naam zoals de isotopen van waterstof. Als
een waterstofatoom één neutron teveel heeft, heet dat een deuterium. Als
een waterstofatoom twee neutronen teveel heeft dan heet dat een tritium
en als een waterstofatoom geen neutronen heeft dan heet dat een
protium. In onderstaande figuur is dit weergeven.
7
-
Hoe kwam Rutherford bij zijn model?
De belangrijke doorbraak kwam bij een
experiment. Het goldfoil experiment. Het experiment ging als volgt: Rutherford
wilde alfadeeltjes (alfadeeltjes zijn nog
kleiner dan atomen en worden gemaakt
door een alfadeeltjes transmitter) door
een dunne gouden folie schieten. De
alfadeeltjes zouden dan een ring raken
die gemaakt was van een stof die flitst
als een alfadeeltje het raakt.
Rutherford’s hypothese was dat de alfadeeltjes recht door het gouden
folie heen zouden gaan en dat je zou zien dat de ring op één plek werd
geraakt. Er gebeurde echter iets heel anders. In plaats van dat alle
alfadeeltjes gewoon rechtdoor gingen, kwamen er ook alfadeeltjes op
hele andere plaatsen op de ring.
Omdat er alfadeeltjes door de folie heen konden concludeert Rutherford
dat er lege ruimte tussen de atomen moest zitten. Omdat er ook
alfadeeltjes niet door het gouden folie heen gaan concludeert Rutherford
dat er ook iets hards in het atoom moet zit. Rutherford concludeert ook
dat er iets in die kern zit wat positief geladen is omdat de alfadeeltjes, die
positief geladen zijn, een klein beetje worden afgebogen.
Hiernaast kan je zien waar
Rutherford waarschijnlijk aan
heeft gedacht.
Rutherford kwam dus op zijn model door het gouden folie experiment.
8
-
De geschiedenis van Rutherford
Rutherford is geboren in 1871 in Nieuw Zeeland. Hij was al vanaf zijn
jeugd nieuwsgierig en hield van nieuwe technologieën. Hij hield er ook
altijd al van om zijn eigen kleine experimentjes uit te voeren. Hij
studeerde bij de Canterbury college waar hij zijn passie voor onderzoeken
voort kon zetten. Nadat hij klaar was met studeren ging hij naar
Cavendish lab in Cambridge.
Hij was hier precies op tijd,
want hij kon net zien hoe
Thompson de elektron
ontdekte. Hij geloofde gelijk
in het bestaan van dingen
kleiner dan atomen. In 1998
ging hij weg bij Cambridge
om professor te worden bij
de McGill universiteit in
Montreal. In 1907 ging hij
terug naar Engeland om daar
zijn beroemde gouden folie
experiment uit te voeren.
Rutherford won in 1908 de nobelprijs voor zijn onderzoek naar het uiteenvallen van elementen en de scheikunde van radioactieve stoffen.
Rutherford ontdekte in de oorlog de unidirectionele hydrofoon. Hiermee
kon je onderzeeërs horen via hun piepende geluid. Een tijdje na de oorlog
kreeg Rutherford het voor elkaar om van een stikstofatoom een
zuurstofatoom te maken door een proton aan de atoomkern toe te voegen
met een protonversneller. In 1928 ging hij aan de slag met een
proton-versneller. Voor de eerste keer was er een nucleaire test geweest
voor kunstmatige bedoelingen. Hij overleed op 19 oktober, 1937. Hij was
pas 66 jaar oud.
9
-
Conclusie
In de conclusie wordt antwoord gegeven op de hoofdvraag maar eerst
komt er een samenvatting over de deelvragen.
Afmetingen van een atoom
Er is hier uitgelegd dat picometer een miljardste van een millimeter is en
dat niet alle atomen even groot zijn.
De deeltjes van een atoom
Er is hier uitgelegd dat een atoom bestaat uit protonen, neutronen en
elektronen. Ook is er hier uitgelegd dat protonen en neutronen 0,001
picometer zijn en dat elektronen geen radius hebben, omdat het zowel
een golf als een deeltje is.
IJzeratoom vs. chlooratoom
Er is hier uitgelegd dat een atoomnummer het aantal protonen in een
atoom zijn en dat je met het atoomnummer en het massagetal de
hoeveelheid neutronen in een atoom kan uitrekenen. Het verschil tussen
atomen is dat er in de ene atoomkern meer protonen zitten.
IJzeratoom vs. ijzer-ion
Er is hier uitgelegd dat je een atoom een ion noemt wanneer er meer of
minder elektronen dan protonen zijn. Ook is er hier uitgelegd dat atomen
normaal neutraal zijn maar dat ze positief of negatief geladen kunnen
worden, omdat er elektronen weg kunnen gaan of er juist bij kunnen
komen. Het verschil was dat ijzeratomen evenveel protonen als
elektronen hebben en dat bij ijzer-ionen er minder of meer elektronen zijn
dan protonen.
Isotopen
Er is hier uitgelegd dat bij isotopen het aantal neutronen in de kern van
een atoom kunnen verschillen. Het is dan nog steeds hetzelfde atoom
maar dan wat lichter of zwaarder. Ook is hier hier uitgelegd dat er voor
verschillende waterstof isotopen namen zijn verzonnen.
Hoe kwam Rutherford bij zijn model?
Er is hier uitgelegd dat hij bij zijn model kwam via een goldfoil experiment waarin hij erachter kwam dat er een lege ruimte in atomen moest zitten
en dat er een harde, positief geladen kern is.
De geschiedenis van Rutherford
Er is hier vertelt dat Rutherford in 1871 is geboren, dat hij naar veel
verschillende universiteiten is gegaan, voor de oorlog dingen heeft
uitgevonden, dat hij de nobelprijs voor de wetenschap heeft gewonnen en
dat hij in 1937 is gestorven.
10
-
Wat is nou een atoom en hoe zitten ze in elkaar?
Atomen zijn de bouwstenen van ons universum.
Een atoom bestaat uit drie dingen: Protonen, neutronen en elektronen.
Protonen en neutronen vormen de kern en elektronen bewegen om de
kern heen. Protonen en neutronen hebben een afmeting van 0,001
picometer en elektronen hebben geen afmeting, omdat het deeltjes en
golven zijn.
Protonen zijn positief geladen deeltjes, neutronen zijn neutraal en
elektronen zijn negatief geladen. Een atoom kan een ion worden door
elektronen er bij te krijgen of te verliezen. Een atoom kan ook een isotoop
worden door meer of minder neutronen dan protonen te hebben in de
kern van het atoom.
Dit is hoe Rutherford dacht dat een atoom
in elkaar zit. Het enige wat mist zijn de
neutronen. De zwarte stippen zijn
elektronen en de blauwe stip is de kern
waarvan ze toen nog dachten dat het alleen
uit protonen bestond.
11
-
Bronnenlijst
https://www.ikhebeenvraag.be/vraag/26136/Hoe-groot-is-een-atoom-pre
cies
https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Empirically_measured_atomi
c_radius
https://nl.wikipedia.org/wiki/Atoommodel_van_Rutherford
https://gervanpoelgeest.wordpress.com/2016/01/09/hoe-groot-is-een-pr
oton-in-een-atoom/
https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/20695-hoe-groot-is-e
en-elektron/
https://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_0_De+bouw+van+at
omen.html
https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/90303-essentiele-vers
chil-atoomsoorten/
https://nl.wikipedia.org/wiki/Periodiek_systeem
https://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_1_Ionen.html
https://nl.wikipedia.org/wiki/Isotoop
https://www.youtube.com/watch?v=S_z1JueSr_U
https://www.youtube.com/watch?v=9DFQjTra8IA
https://www.youtube.com/watch?v=XBqHkraf8iE
https://www.youtube.com/watch?v=_N99iU71QN4
https://www.youtube.com/watch?v=SMnazk8bsZA
http://www.org.uva.nl/e-klassenpreview/december/SCH-CHZO/rutherford
s_experiment.html
https://www.youtube.com/watch?v=dNp-vP17asI
https://www.youtube.com/watch?v=kDaqAYiW3Ng
12
https://www.ikhebeenvraag.be/vraag/26136/Hoe-groot-is-een-atoom-precieshttps://www.ikhebeenvraag.be/vraag/26136/Hoe-groot-is-een-atoom-precieshttps://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Empirically_measured_atomic_radiushttps://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_radius#Empirically_measured_atomic_radiushttps://nl.wikipedia.org/wiki/Atoommodel_van_Rutherfordhttps://gervanpoelgeest.wordpress.com/2016/01/09/hoe-groot-is-een-proton-in-een-atoom/https://gervanpoelgeest.wordpress.com/2016/01/09/hoe-groot-is-een-proton-in-een-atoom/https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/20695-hoe-groot-is-een-elektron/https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/20695-hoe-groot-is-een-elektron/https://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_0_De+bouw+van+atomen.htmlhttps://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_0_De+bouw+van+atomen.htmlhttps://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/90303-essentiele-verschil-atoomsoorten/https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/90303-essentiele-verschil-atoomsoorten/https://nl.wikipedia.org/wiki/Periodiek_systeemhttps://www.wetenschapsschool.nl/chapter/Zouten_1_Ionen.htmlhttps://nl.wikipedia.org/wiki/Isotoophttps://www.youtube.com/watch?v=S_z1JueSr_Uhttps://www.youtube.com/watch?v=9DFQjTra8IAhttps://www.youtube.com/watch?v=XBqHkraf8iEhttps://www.youtube.com/watch?v=_N99iU71QN4https://www.youtube.com/watch?v=SMnazk8bsZAhttp://www.org.uva.nl/e-klassenpreview/december/SCH-CHZO/rutherfords_experiment.htmlhttp://www.org.uva.nl/e-klassenpreview/december/SCH-CHZO/rutherfords_experiment.htmlhttps://www.youtube.com/watch?v=dNp-vP17asIhttps://www.youtube.com/watch?v=kDaqAYiW3Ng
-
Stappen Datum Wat heb je gedaan? / Hoe heb je dat gedaan?
1. Kies een onderwerp voor je verdieping.
1-02 de leukste kiezen
2. Stel je hoofdvraag en deelvragen op
7-02 Deelvragen heb ik standaard gebruikt hoofdvraag heb ik meerdere opgeschreven en de beste uitgekozen
3. Informatie zoeken/bronnen verzamelen
21-03 Veel in steekwoorden waar altijd rutherford bij staat.
4. Sorteer en filter de informatie
21-03 Ik heb uit alle bronnen de beste info gepakt.
5. Begin met schrijven 21-03 De info naar het Nederlands vertaalt en in goede zinnen geschreven.
6. Presentatie 21-03 -
7. Bronnenlijst 21-03 link knippen en plakken
8. Bekijk je werk kritisch en laat het doorlezen
21-03 Ik heb mijn vader het laten lezen en een docent
9. Logboek en inleveren 22-03 -
Waar wil je extra feedback op bij je verdieping?
Of ik spreektaal heb gebruikt en als ik dat niet heb gebruikt duidelijke uitleg over hoe het moet.
13