science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe maak je een 3D-model van natrium

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 maken van een 3D-model van het natriumatoom biedt een interactieve praktijkervaring die zowel inzichtelijk als informatief is.
Achtergrondinformatie

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 moet worden ontworpen.


Tips

  • Hoewel er drie verschillende kleuren van wattenbollen, merk op dat protonen en neutronen ongeveer even groot zijn, terwijl elektronen kleiner zijn. Zorg er dus voor dat je twee wattenbolletjes van verschillende grootte hebt, waarbij de grotere de protonen en neutronen vertegenwoordigen en de kleinere de elektronen.


    1. Verzamel de materialen voor de 3D-natriummodel

      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.

    2. Construeer de Nucleus

      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. Onthoud 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.

    3. Bepaal het aantal neutronen

      Zoek het aantal neutronen dat natrium heeft, door eerst zijn atoomgewicht op het periodiek systeem te bekijken. 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.

    4. Bouw de elektronenschalen

      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 overblijft, zoals te zien in de afbeelding.