Basiskennis chemie/Classificatie van stoffen/Atoommodel uitgebreider
Atomen versus Elementen
Protonen
Allereerst bevat een atoomkern positief geladen deeltjes, protonen. Alle protonen zijn even zwaar en hebben allemaal dezelfde positieve elektrische lading.
Het aantal protonen in een atoomkern is gelijk aan het atoomnummer uit het periodiek systeem.Neutronen
Isotopen
Atomen met hetzelfde aantal protonen, het gaat dus over het zelfde element, maar een verschillend aantal neutronen, worden isotopen genoemd. "Iso",[1] is afgeleid van een Grieks woord dat "gelijk" betekent en "toop" van eens eveneens Griekse woord dat "plaats" betekent. De atomen hebben een gelijke plaats in het periodiek systeem. Isotopen hebben dezelfde chemische eigenschappen. Fysische eigenschappen van isotopen verschillen van elkaar.
Het aantal neutronen is ongeveer gelijk aan het aantal protonen, of groter. Dit zie je goed aan de molaire massa's van de eerste elementen:[2]
| H | He | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne |
| 1.008 | 4.0026 | 6.941 | 9.0122 | 10.811 | 12.011 | 14.0067 | 15.999 | 18.9884 | 20.17 |
Atoomnummer en massagetal
Om de atoomkern makkelijke te kunnen beschrijven wordt gebruik gemaakt van twee begrippen: atoomnummer en massagetal.
Het atoomnummer is gelijk aan het aantal protonen in de kern van het atoom.Hiermee wordt de oude manier om atoomnummers te bepalen, op basis van het massagetal, verlaten. Mendelejev had met zijn keuze voor de rangschikking op basis van het massagetal wel gelijk, maar de relatie tussen atoomnummer en massagetal is minder fundamenteel dan eerst gedacht.
Het massagetal van een atoom is gelijk aan de som van de aantallen protonen en neutronen.Om isotopen snel te kunnen noteren wordt gebruik gemaakt van de volgende afspraak:
- Atoomnummer en massagetal worden alleen genoteerd als dat relevant is in de context.
- Het massagetal wordt in superscript genoteerd direct voor het symbool van het element.
- Het atoomnummer wordt in subscript genoteerd direct voor het symbool van het elemenent.
Het atoomnummer en het symbool zijn eigenlijk synoniemen van elkaar. Als je het een weet, weet je het ander ook. Toch worden ze vaak beiden gebruikt om verwarring te voorkomen.
Voor een koolstofatoom met, uiteraard 6 protonen en 6 neutronen wordt dan de volgende notatie gebruikt:
De aantal protonen en neutronen zijn ook van belang bij het bestuderen van radioactieve elementen. Tijdens het radioactief verval verandert de samenstelling van de atoomkern.
Massagetal
Radioactiviteit
Uitgebreid atoommodel
Dit uitgebreidere model gaat in op aspecten van de atoombouw die voor de beginnende chemicus of analist nog niet interessant zijn, maar in een later stadium wel relevant worden. De kern bestaat uit protonen en neutronen. Protonen en elektronen hebben een elektrisch lading, respectievelijk positief en negatief. Neutronen zijn elektrisch neutraal. Aangezien de bouwstenen van atomen identiek zijn worden de eigenschappen van stoffen uitsluitend verklaard door het aantal protonen, neutronen en elektronen in een atoom. Het aantal protonen en elektronen in een atoom zijn gelijk. Daardoor heeft het atoom een neutrale lading. De fysische eigenschappen van een atoom worden met name bepaald door het aantal protonen. De chemische eigenschappen van een atoom blijken hoofdzakelijk bepaald te worden door het aantal elektronen en met name het aantal elektronen in de buitenste schil, ook wel valentieschil genaamd. Atomen met hetzelfde aantal protonen, maar een verschillend aantal neutronen heten isotopen. Isotopen hebben dezelfde chemische eigenschappen.
Valentieschil