Door Amy Shelleby
Bijgewerkt op 24 maart 2022

Alle atomen bestaan uit een kern – bestaande uit protonen en neutronen – en omringende elektronen die afzonderlijke energieschillen bezetten. Om een realistisch model van een kaliumatoom te construeren, moet je de exacte aantallen van elk subatomair deeltje kennen.

Stap 1 – Identificeer de atomaire samenstelling

Raadpleeg een periodiek systeem dat zowel het atoomnummer als het atoomgewicht vermeldt (bijvoorbeeld de tabel van de Commission on the Nomenclature of Anorganic Chemistry). Kalium (K) heeft een atoomnummer van 19, wat betekent dat het 19 protonen bevat en, in een neutraal atoom, 19 elektronen. Trek het atoomnummer af van het atoomgewicht (ongeveer 39,0983) om het aantal neutronen te vinden:39 – 19 =20 neutronen.

Stap 2 – Monteer de kern

Lijm 19 rode snoepjes met harde schaal op een 10 cm grote piepschuimbal om de 19 protonen weer te geven. Lijm vervolgens 20 blauwe snoepjes met harde schaal op dezelfde bal voor de neutronen.

Stap 3 – Creëer de eerste energieschil

Rijg een stuk draad van 18 inch door twee piepschuimbollen van 1 inch. Buig de draad in een cirkel en draai de uiteinden samen. Deze twee balletjes vertegenwoordigen de twee elektronen in de eerste schil.

Stap 4 – Bouw de tweede energieschil

Gebruik een draadsegment van 24 inch en acht piepschuimballen van 1 inch. Vorm een cirkel met de draad en plaats de acht ballen er gelijkmatig omheen om de acht elektronen in de tweede schil te modelleren.

Stap 5 – Bouw de derde energieschil

Steek acht piepschuimballen van 1 inch door een draadstuk van 70 cm, draai de uiteinden en draai de ballen omcirkeld om de acht elektronen van de derde schil weer te geven.

Stap 6 – Voeg de vierde, onvolledige shell toe

Steek een enkele piepschuimbal van 1 inch in een draadsegment van 36 inch, draai de uiteinden in een cirkel en laat deze open om het eenzame valentie-elektron van kalium te illustreren. Deze onvolledige schil is verantwoordelijk voor de +1 lading van het element.

Stap 7 – Verbind de schillen met de kern

Buig een draad van 10 cm in een U-vorm. Plaats het open uiteinde van de U in de kern van piepschuim van 10 cm en laat een lus van ½ inch uitsteken.

Stap 8 – Schik de schillen rond de kern

Plaats de schillen in volgorde van toenemende afstand:de schil met twee elektronen die zich het dichtst bij de kern bevindt, gevolgd door de twee schillen met acht elektronen, en ten slotte de schil met één elektron die het verst weg is.

Stap 9 – Zet de structuur vast

Knip een vislijn af die 30 cm langer is dan de totale overspanning van de kern tot de buitenste schil. Haal het door de U-vormige draadlus, trek het naar de volgende schaal en maak er een dubbele knoop in. Herhaal dit proces voor elke schaal en koppel het hele model aan elkaar. De overgebleven vislijn kan het atoom aan een haak bevestigen om tentoon te stellen.

Benodigde materialen

• Periodiek systeem met atoomgewichten
• Ambachtelijke lijm
• 19 rode snoepjes met harde dop (protonen)
• 20 blauwe snoepjes met harde dop (neutronen)
• 1 piepschuimbal van 10 cm (kern)
• 19 piepschuimballen van 1 inch (elektronen)
• Ambachtelijke draad gesneden in lengtes van 4, 18, 24, 30 en 36 inch
• Visdraad
• Haak voor display (optioneel)

TL;DR

Construeer een groot, praktijkgericht model van een kaliumatoom met behulp van piepschuim, snoepjes en knutseldraad om de kern en de elektronenschillen weer te geven. Er kan een kleinere versie worden gemaakt met een enkele piepschuimbol voor de kern en kortere stukken draad met jelly Beans of wattenbolletjes voor de elektronen.