Leegte binnen atoom

rozepanter

ik vraag mij af hoe ik erachter zou kunnen komen hoeveel vacuum er in een atoom zit, heeft iemand een berekening/goede link?

Rogier

Nul.

"Vacuüm" is per definitie ruimte waar geen atomen aanwezig zijn. In de ruimte die we rekenen tot behorend tot het atoom, is per definitie wel een atoom aanwezig (namelijk het atoom dat die ruimte omvat).

Bovendien is de ruimte eromheen ook niet helemaal leeg, in de electronenwolk zou je kunnen zeggen dat de electronen overal in zekere mate aanwezig zijn (als je electronen opvat als golven i.p.v. deeltjes).

Maar je bedoelt misschien hoe groot de kern is ten op zichte van het hele atoom. Volgens deze wiki is de diameter van het atoom 23.000 tot 145.000 keer zo groot als de kern, dus de verhouding van de volumes is die factor tot de derde.

magnetism

ik vraag mij af hoe ik erachter zou kunnen komen hoeveel vacuum er in een atoom zit, heeft iemand een berekening/goede link?

In deze situatie kan je eigenlijk niet het woord "vacuum" gebruiken. Je bedoelt natuurlijk hoeveel percentage leegte er in een atoom zit.

Laat ik eens een voorbeeld nemen, bijvoorbeeld met helium:

De straal van een helium atoom is circa 60 pm (picometer 10 met 12 nullen achter de komma)

Nu moet je de inhoud berekenen, met deze formule: inhoud = 3/4 x

x R³

Inhoud = 3/4 x 3.14 x 60R³ = 904778,6842 pm ≈ 904,78 nm

Ik heb ergens gelezen dat de inhoud van een atoom voor 0,01% uit materie bestaat de andere 99,99% is natuurlijk niks/leegt. Je weet dat 904,78 100% is dus krijg je dit:

904,78 = 100%

? = 99,99%

? = 904,78 x 99,99 : 100 = 904,69 nm

Er zit dus 904,69 leegte in een helium atoom of zoals jij het zegt, vacuum.

rozepanter

Ik heb ergens gelezen dat de inhoud van een atoom voor 0,01% uit materie bestaat de andere 99,99% is natuurlijk niks/leegt.

waar heb je dat dan gelezen? daar ging het namelijk zo ongeveer over.

dankje wel voor de berekening trouwens!

x

magnetism

Die 0,01% blijkt uit rogier zijn post niet bij elk atoom te kloppen dus klopt mijn antwoord waarschijnlijk ook niet.

Ik zal nog eens dieper in google gaan zoeken om de exacte % van helium te vinden zodat het antwoord wel klopt. Zodra ik dat heb gevonden zal ik wel een nieuwe berekening + klopend antwoord posten.

BELANGRIJKE WIJZIGING:

Ik kan mijn vorige posts niet meer verandere dus zeg ik het hier:

Die 904,78 nm en 904,69 nm daar moet een ³ achter omdat het over de inhoud van iets gaat.

Puntje

Je kunt ongeveer berekenen hoeveel procent van een atoom 'lege ruimte' is. Er van uit gaande dat de kern van een atoom een (perfecte) bol is, kun je de volgende formule gebruiken om de straal van de atoomkern te berekenen:

\(R = r_0A^{1/3}\)

r₀ is hier een constante. De aangenomen waarde ervan is 1,3 x 10^-15 m. A is het massagetal.

Inhoud is dan te berekenen met de bekende formule:

\(V = \frac{4\pi r^3}{3} = \frac{4\pi (r_0A^{1/3})^3}{3}\)

Bron: http://old.iupac.org/didac/Didac%20Ned/Did...3%20-%20M04.htm

Ik probeer de berekening uit te voeren voor aluminium. De atoomstraal van aluminium is 143 x 10^-12 m. (BINAS). Inhoud is dus 1,22 x 10^-29 m³. Inhoud van de kern is 1,81 x 10^-40 m³.

Ik verwaasloos hier de elektronen, want volgens mij weten we niet precies hoe deze deeltjes in elkaar zitten.

Volgens deze berekeningen zou een atoomkern dus maar 1,48 x 10^-9 volume-% zijn van het atoomvolume.

Hier zijn wel het een en ander fout zijn, want het percentage is wel erg laag (0,00000000148 %).

Jan van de Velde

Hier zijn wel het een en ander fout zijn, want het percentage is wel erg laag (0,00000000148 %).

Zou best eens kunnen meevallen:

Zie in de link hieronder een waterstofatoom, met kern (1 proton) en elektron ruwweg op schaal, dwz het proton ter grootte van ongeveer een voetbal, het elektron ter grootte van ongeveer 1 pixel, en de ruimte ertussen op diezelfde schaal.

Uitdaging: scroll pagina voor pagina (dus ongeveer protondiameter voor protondiameter) van het proton naar het elektron.

http://www.phrenopolis.com/perspective/atom/

marcus

In deze situatie kan je eigenlijk niet het woord "vacuum" gebruiken. Je bedoelt natuurlijk hoeveel percentage leegte er in een atoom zit.

?

Dit vraagt om uitleg : wat is het verschil tussen tussen leegte en vacuum en waar begint het één en eindigt het ander en/of vice versa ? Vacuum is weliswaar nooit perfect vacuum en in het atoom bevinden zich mogelijk geen andere atomen maar het is ook niet uitgesloten dat elektronen van het ene atoom zich ophouden binnen wat je als de grens van het andere atoom beschouwd (gezien de leegte is dat niet uitgesloten).

Rogier

Dit vraagt om uitleg : wat is het verschil tussen tussen leegte en vacuum en waar begint het één en eindigt het ander en/of vice versa ? Vacuum is weliswaar nooit perfect vacuum en in het atoom bevinden zich mogelijk geen andere atomen maar het is ook niet uitgesloten dat elektronen van het ene atoom zich ophouden binnen wat je als de grens van het andere atoom beschouwd (gezien de leegte is dat niet uitgesloten).

Hangt af van definities.

Wat noem je precies een atoom? Ik zou zeggen: het geheel van kern + elektronenwolk.

En wat noemen we vacuüm: lege ruimte waarin zich geen atomen bevinden.

Dus de ruimte die een atoom omvat (ook al is die ruimte in principe leeg), daar is per definitie een atoom aanwezig, dus dat is dan geen vacuüm.

De grens tussen lege ruimte en vacuüm zou dan de buitenste elektronenwolk van de atomen van een klomp materie kunnen zijn. Dat is natuurlijk geen harde, stabiele grens, en vacuüm is inderdaad nooit perfect (de lege ruimte in een atoom is ook niet volmaakt leeg) maar preciezer dan dat gaat het niet worden denk ik.

marcus

Hangt af van definities.

Dus er is een grens tussen de lege ruimte in het atoom en de leegte er buiten omdat je definieert (door het zo te zeggen of zo te tekenen bijv) dat die er is ? En als ik die grens niet definieer (veronderstel) is die grens er niet.

In dat geval bestaat die grens voor jou dan wel en voor mij niet ? Dat lijkt merkwaardig.

Rogier

marcus schreef:Dus er is een grens tussen de lege ruimte in het atoom en de leegte er buiten omdat je definieert (door het zo te zeggen of zo te tekenen bijv) dat die er is ? En als ik die grens niet definieer (veronderstel) is die grens er niet.

In dat geval bestaat die grens voor jou dan wel en voor mij niet ? Dat lijkt merkwaardig.

Het is allebei lege ruimte, dus een "grens" daartussen bestaat sowieso niet. Er hangt niet een dun vlies tussen of een magisch krachtveld ofzo, die grens is enkel een afgesproken abstract concept.

Net als grenzen van landen: de Dalai Lama vindt dat er een grens tussen Tibet en China ligt, premier Jiabao vindt van niet. Wie heeft er gelijk?

eendavid

Lege ruimte kan je dat toch moeilijk noemen als er zich een elektronenwolk bevindt. Laat staan vacuüm. Maar misschien zijn we nu in een discussie zonder fysische inhoud aan het verzanden?

Raspoetin

Zo'n discussie is eigelijk al een keertje eerder binnen WSF aan de orde geweest: http://www.wetenschapsforum.nl/index.php?showtopic=9228

Edit: Ik heb het dan alleen over de discussie over hoe leeg een atoom is. Niet over wat nu precies vacuum is.

marcus

Lege ruimte kan je dat toch moeilijk noemen als er zich een elektronenwolk bevindt.

Die begrijp ik niet, bij een bijenzwerm is het totale volume aan bijen kleiner dan het volume van een zwerm, bij een mistbank is het volume water minder dan het volume van de mist. dus zijn er afstanden tussen de bijen en de waterdruppels, daar bevindt zich in dat geval lucht. Hier heb je een elektronenwolk (en ik neem aan ook positronen). Wat bevindt zich dan tussen de elektronen, in welk opzicht verschilt dat gebied van het gebied buiten het atoom en wordt het daar verder door begrensd ?

Fysisch lijken me dat wel relevante vragen, Rutherford hield zich daar oa mee bezig toen hij alfastraling (heliumionen) op goudfolie richtte en constateerde dat 99,99 % van de heliumionen de goudfolie, kennelijk ongehinderd door een grens, kon passeren. Als je dan aanneemt dat de alfastraling zich door vacuum beweegt stopt dat toch niet bij het goudplaatje ?

eendavid

Ja, maar een elektronenwolk is iets heel anders dan een bijenwolk. Reeds één elektron zorgt voor de elektronenwolk: hier komt kwantumfysica om de hoek kijken (en daarvoor hoeven we niet over virtuele 'deeltjes' te spreken). Het elektron bevindt zich niet op 1 plaats tegelijkertijd, maar is overal tegelijkertijd: dus het elektron neemt de volledige ruimte in. En dan kan je een arbitraire afspraak maken, bijvoorbeeld dat je het gebied waarin het elektron voor 95% zekerheid zit tot het atoom rekent, en het gebied daarbuiten niet. In die afspraak zit uiteraard geen fysica.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Leegte binnen atoom

Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom

Re: Leegte binnen atoom