Vrije ruimte atoom

[hwgxx7]

Hallo,

ik heb een 'simpele' vraag waar ik het antwoord niet op vindt. Ik weet dat er dingen als orbitalen ed. bestaan, maar in de veronderstelling dat je weet waar de elektronene zich op een bepaald moment bevinden...Door wat wordt de overige 99% vrije ruimte in een atoom opgevuld? Ik heb op het net gezocht maar de antwoorden zijn zeer uiteenlopen. Wat is julie antwoord/menig/idee?

Dankjewel.

[Benm]

Kort antwoord: door helemaal niets, vacuum zo je wilt.

Vergelijk het desnoods met een pingpong bal: als die tegen je hoofd komt dan voel je alleen het randje, het midden ervan zul je nooit raken. In geval van een atoom zit er natuurlijk een kern in het midden, terwijl dat bij een pingpongbal helemaal niet het geval is... maar in de praktijk maakt dat helemaal niets uit.

... nu zit er in een pingpongbal normaliter natuurlijk lucht, maar in de ruimte zou zo'n balletje zonder lucht erin ook afketsen, het is slechts een kwestie van de druk van de atmosfeer overkomen om het op aarde te laten werken.

[hwgxx7]

Ah oké, vacuum dus. Hierop verderbouwend: de atoomkern bestaat uit neutronen ene protonen. De elektronen zijn gestructureerd volgens een bepaald configuratie.

Ik vat dit samen als volgt: de massa van materie wordt bepaald door het aantal neutronen waaruit de elementaire elementen (atomen) bestaat. De chemische identiteit (gedrag) wordt bepaald door het aantal elektronen, meer bepaald het aantal valentie-elektronen. Uiteraard is het nog een stuk complexer. Maar klopt de basisidee?

Dankjewel.

[Marko]

Het basisidee klopt, maar de massa wordt bepaald door de protonen en de neutronen, niet alleen de neutronen.

[hwgxx7]

Bij verwaarlozing van de massa van de protonen, mag gesteld worden dat atoommassa vooral wordt beinvloed door het aantal neutronen. Uiteraard is de echte massa som van massa van protonen en neutronen.

Mvg.

[ZVdP]

Maar kan je de massa van de protonen wel verwaarlozen ten opzichte van die van de neutronen?

Ken je ongeveer de verhoudingen van de massa's van een neutron, proton en elektron?

[gouwepeer]

Rustmassa neutron: 1,67493×10^-27 kg

Rustmassa proton: 1,672623x10^-27 kg

Een proton is dus iets lichter dan een neutron, ondanks dat ze beide uit 3 quarks bestaan.

De rustmassa van het elektron is 9,109534×10^-31 kg, wat 1/1836e is van de massa van een proton.

De cijfers heb ik van wikipedia.

[hwgxx7]

Dus best de massa's van beide in rekening brengen. Oke dankjewel voor alle antwoorden!

[Marko]

Niet alleen "best". Dat zou impliceren dat je een keuze hebt.

[Benm]

Protonen en neutronen zijn vrijwel even zwaar inderdaad, dus je moet ze beiden tellen voor de massa.

Het aantal neutronen speelt echter geen rol bij de chemische eigenschappen van een element, terwijl het aantal protonen juist bepaalt wel element het is. Mensen vergissen zich soms echter in de rol van het aantal protonen: de enige consequentie ervan is het aantal electronen dat het atoom neutraal maakt.

Bij interacties met atomen zijn onder de meeste omstandigheden (denk chemische reacties, materiaaleigenschappen etc) alleen de electronen van belang. Er is daarbij geen sprake van interactie met de individuele protonen, alleen hun gezamelijke lading maakt het verschil.

[hwgxx7]

Het aantal neutronen speelt echter geen rol bij de chemische (materiaal) eigenschappen van een element, terwijl het aantal protonen juist bepaalt wel element het is. Mensen vergissen zich soms echter in de rol van het aantal protonen: de enige consequentie ervan is het aantal electronen dat het atoom neutraal maakt.

Bij interacties met atomen zijn onder de meeste omstandigheden (denk chemische reacties, materiaaleigenschappen etc) alleen de electronen van belang. Er is daarbij geen sprake van interactie met de individuele protonen, alleen hun gezamelijke lading maakt het verschil.

Ik meende dat hetvolgende 'de regel' was: aantal valentie-elektenen bepaalt chemische eigenschappen en de mate tot binding (dus ook het soort binding) met andere elementen. Vegis ik me hier dan in?

Immers als er aan atoom word geioniseerd, dan zal het kation/anion andere eigenschappen bezitten wegens veranderend coulombkracht met de protonen. Daar aantal protonen niet wijzigt hangen toch alle eigenschappen slechts af van de verandering van het aantal (valentie) elektronenen...?

Tenminste deze verklaring werd me verteld en kan ik ook begrijpen, en staat haaks op de verklaring dat slechts de protonen de dienst uitmaken in een atoom..Kan je je model misschien even verder nader verklaren?

Mvg.

[Benm]

Valentie-electronen zijn formeel de electronen die een chemische binding kunnen aangaan. Als je het periodiek systeem bekijkt hebben elementen die onder elkaar staan hetzelfde aantal valentie electronen, en daardoor ook vergelijkbare eigenschappen. Bij fluor en chloor is dat heel uitgesproken het geval, maar bij zuurstof en zwavel een stuk minder.

De oorzaak van dat verschil zit, simpel gesteld, in de afstand tussen de kern en de buitenste electronen. Fluor is reactiever dan jodium, omdat het aantrekkende effect van de kern aan het 'oppervlak' van het atoom groter is, en het dus gemakkelijker een extra electron aantrekt. Aan de andere kant is cesium reactiever dan lithium: de aantrekking aan de oppervlakte van cesium is kleiner, waardoor gemakkelijker een electron afstaat.

[Marko]

Ik meende dat hetvolgende 'de regel' was: aantal valentie-elektenen bepaalt chemische eigenschappen en de mate tot binding (dus ook het soort binding) met andere elementen. Vegis ik me hier dan in?

Nee, maar: Het aantal valentie-elektronen wordt bepaald door het totaal aantal elektronen (namelijk: het totaal minus de elektronen die in volledig gevulde schillen zitten). En het totaal aantal elektronen is noodzakelijkerwijs gelijk aan het aantal protonen in de kern.

Immers als er aan atoom word geioniseerd, dan zal het kation/anion andere eigenschappen bezitten wegens veranderend coulombkracht met de protonen. Daar aantal protonen niet wijzigt hangen toch alle eigenschappen slechts af van de verandering van het aantal (valentie) elektronenen...?

Welnee. Een neutraal atoom kun je niet vergelijken met een ion. De chemische eigenschappen van ionen zijn totaal anders. Een Ne-atoom en een F^- hebben weliswaar hetzelfde aantal atomen, maar gedragen zich echt niet gelijk, al was het maar omdat de resterende lading anders is.

Tenminste deze verklaring werd me verteld en kan ik ook begrijpen, en staat haaks op de verklaring dat slechts de protonen de dienst uitmaken in een atoom..Kan je je model misschien even verder nader verklaren?

De protonen maken de dienst uit omdat het aantal protonen bepaalt hoeveel elektronen er nodig zijn om de lading van de kern te neutraliseren. Daarna bepaalt inderdaad de manier waarop die elektronen verdeeld kunnen worden hoeveel valentie-elektronen er zijn en op welke manier het betreffende atoom bindingen kan aangaan.

Maar waar het vooral om gaat: De massa van een atoom wordt bepaald door de massa van de kern. Atomen met een gelijk aantal protonen maar verschillend aantal neutronen zullen een verschiellnde massa maar (nagenoeg) dezelfde chemische eigenschappen vertonen. Hoewel de neutronen dus een bijdrage leveren aan de massa, zijn ze niet bepalend voor de chemische eigenschappen.

[Benm]

Dat laatste is inderdaad belangijk.. de feitelijke massa heeft nauwelijks invloed op de chemische eigenschappen. Met name bij de edelgassen is dat heel duidelijk te zien: het voornaamste gevolg van de atoommassa is een verschil in smelt/kookpunten en de dichtheid, maar andere eigenschappen verschillen weinig ondanks het enorme massaverschil.

[hwgxx7]

Oké, dankjewel voor de verhelderende uitleg!

mvg