InfoNu.nl > Wetenschap > Scheikunde > Hoe zijn atomen opgebouwd?

Hoe zijn atomen opgebouwd?

Als we met een molecuulmodel een molecuul nabootsen, zien de atomen eruit als massieve bolletjes. Lange tijd werd gedacht dat ze er ook in het echt zo uitzagen, maar nu weten we dan atomen zijn opgebouwd uit protonen, neutronen, elektronen en een heleboel lege ruimte. Maar hoe zitten die kleinste deeltjes nou precies in elkaar?

Moleculen, atomen en nog kleiner…

Dat materie uit atomen bestaat, is niet iets wat pas in de laatste eeuwen ter sprake is gekomen. De filosofen in het oude Griekenland vroegen zich al af of alles om zich heen deelbaar was in kleinere deeltjes. Bekende filosofen zoals Plato dachten van wel, en speculeerden al over het bestaan van atomen. Het woord atoom komt ook uit het Oud-Griekse woord atomos, wat ondeelbaar betekent.

Alles wat we om ons heen zien – alle materie – is opgebouwd uit atomen. Een atoom is het kleinst herkenbare deeltje waaruit alle stoffen om ons heen zijn opgebouwd. Een groepje bepaalde atomen vormt een molecuul, bepaalde moleculen bij elkaar vormen elementen of stoffen. Het atoom is dus het kleinst herkenbare bouwsteentje, maar bezit nog wel alle eigenschappen van het element. Een gemiddeld atoom is 100 picometer, dat is 10 tot de macht -10 meter groot. Dit is zo verschrikkelijk klein dat een atoom zelfs onder een (gewone) microscoop met geen mogelijkheid te zien is. Lange tijd werd gedacht dat een atoom niet deelbaar was. Het atoom mag dan het kleinst herkenbare deeltje zijn, maar is niet het kleinste deeltje wat voorkomt. Een atoom is op te delen in protonen, neutronen en elektronen, maar dan verliest hij zijn kenmerkende eigenschappen. Tegenwoordig weten we dat zelfs de deeltjes uit een atoom op te delen zijn in quarks, maar voordat we dit ontdekten zijn vele wetenschappers ons voor gegaan. Hieronder de bekendste en belangrijkste atoommodellen op chronologische volgorde.

Atoom volgens DaltonAtoom volgens Dalton

Atoommodel van Dalton

John Dalton (1776-1844) was de eerste wetenschapper die een atoommodel opstelde. Hij presenteerde zijn atoomtheorie in 1803. Hij was van mening dat alle materie opgesteld was uit atomen. Hij zag die atomen als kleine massieve bolletjes die bovendien ondeelbaar waren. Hij dacht ook dat alle atomen hun eigen kenmerkende eigenschappen en massa bezaten. Volgens hem bestonden de chemische elementen uit verschillende soorten atomen. Het beeld van atomen als massieve bolletjes heeft lang bestaan.
Atoom volgens Thomson / Bron: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)Atoom volgens Thomson / Bron: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)

Atoommodel van Thomson

Joseph John Thomson (1856-1940) was de eerste wetenschapper die ontdekte dat atomen niet ondeelbaar waren. Hij ontdekte de elektronen, negatief geladen deeltjes binnen in de atoom. Volgens Thomson zag een atoom er uit als een massieve, positief geladen bol met daarin hier en daar een elektron die vrij door de positieve massa kon bewegen. Hij beschreef zijn model als het “krentenbolmodel”: de elektronen in het atoom zijn als krenten in een bol deeg. Toen de wetenschapper Rutherford een tijdje later ontdekte dat een atoom ook een kern bevat, was dat het eind voor Thomsons atoomtheorie.
Atoom volgens Rutherford / Bron: Bensteele1995, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Atoom volgens Rutherford / Bron: Bensteele1995, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Atoommodel van Rutherford

Ernest Rutherford (1871-1937) presenteerde in 1911 zijn atoommodel. Hij ontwikkelde deze aan de hand van een proef, waarbij hij de kernen van heliumatomen op goudfolie afschoot om te kijken of ze er doorheen gingen of terugkaatsten. Het grootste deel van de deeltje ging door het folie heen, maar een klein deel ketste af naar verschillende richtingen. Hieruit trok Rutherford de conclusie dat een atoom een kleine, zware, positief geladen kern bevat en dat de elektronen in een baan om de kern heen cirkelen. Tussen de kern en de elektronen zit een (relatief) zeer grote afstand van lege ruimte. Het beeld van een atoom is volgens Rutherford dus als volgt: de kern van de atoom bestaat uit positief geladen protonen, ongeladen neutronen en negatief geladen elektronen (elektronenwolk) die om de kern heen cirkelen op grote afstand. Dit idee van de bouw van een atoom wordt tot op heden als correct gezien. Rutherford stuitte wel op verschijnselen die hij niet kon verklaren, hier vond Niels Bohr oplossingen voor met zijn atoommodel.
Atoom volgens Bohr / Bron: Cdang, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)Atoom volgens Bohr / Bron: Cdang, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Atoommodel van Bohr

Niels Bohr (1885-1962) bouwde verder op het atoommodel van Rutherford. Hij ontdekte dat de elektronen niet zomaar om de kern heen cirkelen, maar in schillen. Deze schillen hebben elk een bepaald aantal plekken vrij voor elektronen, en bootsen hierin de zogenaamde edelgassen na. De edelgassen hebben volle schillen, waardoor ze zeer stabiel zijn.

De schillen zijn gerangschikt naar energieniveau. Hoe verder de schil naar buiten ligt, hoe meer plaatsen voor elektronen er zijn. Er zijn zeven schillen: K, L, M, N, O, P en Q, voorgesteld vanaf de kern naar buiten toe, die allemaal een maximaal aantal vrije plaatsen voor elektronen.
SchilKLMNOPQ
Rangnummer1234567
Max. bezetting281832323232

Met deze gegevens is ook het verschijnsel covalentie uit te leggen. De covalentie van een atoom geeft aan hoeveel bindingsplaatsen het atoom heeft, dus hoeveel andere atomen aan hem kunnen binden.

Voorbeeld: We kijken naar het element chloor (Cl). Het chlooratoom heeft 17 protonen en 18 neutronen in de kern. Chloor heeft dus ook 17 elektronen in de elektronenwolk, anders zou het atoom geladen zijn. De eerste elektronenschil heeft dus 2 elektronen, de tweede 8, de derde 7. Er blijft dus nog maar één plekje, en dus bindingsplaats, over voor een elektron. Chloor heeft dus een covalentie van 1.
© 2011 - 2019 Appleann, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Scheikunde - De soorten bindingen en stoffenIn dit artikel worden de verschillende stoffen en bindingen in de scheikunde toegelicht. Welke stof heeft welke binding?
Hoe is een atoom opgebouwd?Een atoom, het kleinste bouwsteentje van elk element dat we kennen. Vrijwel alle eigenschappen van de materie op de were…
Moleculen en atomen (de basis)Moleculen en atomen (de basis)Alles bestaat uit moleculen. Moleculen zijn de bouwstenen van stoffen. In dit artikel wordt de basis van van de molecuul…
Atomen en energie (moleculen)Atomen en energie (moleculen)Natuurkundige wetenswaardig-heden over Atomen en Energie. Wie ontdekte de atomen? Wat zit er binnenin een atoom? Waaruit…
Democritus van AbderaDemocritus van AbderaDemocritus van Abdera was een zeer bekende Griekse filosoof, reiziger en astronoom. Deze man heeft vele bijdragen geleve…
Bronnen en referenties
  • http://www.voorbeginners.info/scheikunde/het-atoom.htm
  • http://les.canisius.nl/web/vakken/anw/anw%20website/uitvinding/atoommodel.htm
  • Pulsar Chemie
  • Afbeelding bron 1: Publiek domein, Wikimedia Commons (PD)
  • Afbeelding bron 2: Bensteele1995, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)
  • Afbeelding bron 3: Cdang, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Reageer op het artikel "Hoe zijn atomen opgebouwd?"

Plaats een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Reacties

Bart Brink, 12-03-2016 13:43 #3
Reactie op de goede vraag gesteld door Eva:

" U zegt dat bij Q de max. bezetting 32 is, maar de buitenste schil mag toch nooit meer dan 8 elektroden bevatten. Hoe verklaart u dan de 32?"

De electronen moeten worden opgeteld dus als de K schil vol is, zitten er 2 in. Wordt de L schil gevuld zitten er dus 2+8 electronen in de K+L schil. Zo wordt het aantal electronen bij een volle K,L,M en N schil 2+8+18+32 stuks.

Het maximum aantal electronen in de schillen komt zo op 156 electronen.

Bij gelijk aantal protonen in de kern als aantal elektronen in de schil(len) is het atoom ongeladen

Rob, 23-03-2014 09:24 #2
Voeding, stof, en gas, uitspating suurstof, voortgang machneetisme, temperaatuur, weerstand, bakterieen, hoe ga je er mee om? afbraak inport. opbouw uitpoet. HELP ik ben filesoof

Eva, 11-03-2014 19:36 #1
Beste

U zegt dat bij Q de max. bezetting 32 is, maar de buitenste schil mag toch nooit meer dan 8 elektroden bevatten. Hoe verklaart u dan de 32?

Met Vriendelijke Groeten
Eva

Infoteur: Appleann
Gepubliceerd: 25-08-2011
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Scheikunde
Bronnen en referenties: 6
Reacties: 3
Schrijf mee!