De schil van een atoom en molecuul

jazzvb

Hallo,

Excuses als ik deze vragen op de verkeerde plek zet.

Ik begrijp dat een atoom een kern heeft (neutronen en protonen), met daar omheen elektronen die er als het ware omheen 'vliegen'. Verder is een atoom leeg, geloof ik. Nu lijkt het me dat een atoom zelf een soort schil heeft, anders kan er niks inzitten. Ik bedoel dan niet de schil van de elektronen die in het atoom zitten, maar echt van het atoom zelf.

Nu is mijn vraag: bevat de schil van een atoom zelf (dus eigenlijk de buitenkant) ook energie? En zo ja, wat doet die energie, heeft het een functie? Is die meetbaar?

Voor hetzelfde wil ik dit vragen over een molecuul.

Bij voorbaat dank!!

Jazz

Typhoner

jazzvb schreef: ↑wo 27 feb 2013, 17:50
Nu lijkt het me dat een atoom zelf een soort schil heeft, anders kan er niks inzitten. Ik bedoel dan niet de schil van de elektronen die in het atoom zitten, maar echt van het atoom zelf.

even voor de duidelijkheid: een atoom bestaat uit een positief geladen kern, waar negatief geladen elektronen rond vliegen. Het enige wat nodig is om het atoom bij elkaar te houden is de aantrekking tussen de kern en de elektronen. Het heeft geen "zakje" nodig dat om de kern en de elektronen zit.

Is dat wat je bedoelde?

jazzvb

Nee, dat bedoelde ik niet, maar je hebt me wel een beter beeld gegeven van een atoom. Ik heb nu alleen maar meer vragen...

Ik neem dan aan dat de 'buitenkant' (rondom zwevende elektronen) energie afgeeft, klopt dat? Heeft die energie een functie? Is die meetbaar?

Als je nu 2 atomen naast elkaar ziet, dan raken die kernen elkaar zeker niet? Want die rondom zwevende elektronen 'beschermen' die kernen. Maar dan kan het toch nooit zo zijn dat de elektronen van die twee atomen perfect in elkaars baan passen? Wat dan betekent dat er ergens lucht tussen atomen zit? Daarom nam ik aan dat er een schil om een atoom zat, zodat ze allemaal tegen elkaar aan zaten.

Typhoner

jazzvb schreef: ↑wo 27 feb 2013, 20:58
Ik neem dan aan dat de 'buitenkant' (rondom zwevende elektronen) energie afgeeft, klopt dat?

Nee, althans als je gewoon een "los" atoom neemt, blijft de energie gewoon behouden.

bjurtus

De elektronen om de kern vliegen niet zomaar in een bepaalde baan deze zitten keurig in schillen gepast.De zo genoemde orbitalen. om het makkelijk te houden zal ik het even beperken tot de elementen waterstof tot en met argon. Deze moleculen hebben namelijk S en P orbitalen. In een S orbitaal kunnen maximaal 2 elektronen zitten hier heb je er steeds maar 1 van. de S1 of S2 bijvoorbeeld van de P orbitalen heb je er echter 3 de Px de Py en de Pz hier kunnen ook steeds 2 elektronen in een orbitaal zitten dan maakt een totaal van 6 elektronen in een P orbitaal. deze elektronen vliegen in 8 vormpjes om de kern. de volgorde van vullen van de orbitalen is als volgt eerst word de 1S orbitaal gevuld met 2 elektronen en dan komt de 2S orbitaal met nog twee elektronen dan krijg je de 2p orbitaal de 3S en de 3p. de elektronen willen steeds zo ver mogelijk van elkaar verwijderd zitten want - lading en - lading stoten elkaar af. Dus als de eerste twee S orbitalen zij gevuld komt er eerst een elektron in de Px orbitaal dan een in Py en dan Pz vervolgens weer een in Px en Py en Pz dan zit de P vol en komt het volgende orbitaal. ieder atoom streeft ernaar om de buitenste schil vol te krijgen daar moeten dus 8 elektronen inzitten (behalve bij waterstof en Helium hier zijn het er maar twee voor alleen het S orbitaal) Als een molecuul nu maar 6 of 7 elektronen in de buitste schil heeft kan hij elektronen met ander moleculen gaan delen deze elektronen gaan dan om beide moleculen zweven en wordt dan een molecuul orbitaal. maar dit is voor als nog maar een heel klein stukje van het hele gebeuren als je hier meer van wilt weten moet je maar eens googleen op kwantum chemie of orbitalen verder kun je op deze site http://www.ptable.com/#Orbital zien welke orbitalen er zijn gevuld bij welke atomen. Ik hoop dat het een beetje duidelijker is nu maar dit is een immens groot onderwerp

bjurtus

en natuurlijk kunnen hebben de elektronen energie bij zich denk maar eens aan beta straling dit is in feit niks anders dan een elektron wat uit de kern is ontsnapt en met een behoorlijke snelheid rond vliegt. deze energie is echter zeer klein en wordt vaak uitgedrukt in elektronvolt.

Benm

jazzvb schreef: ↑wo 27 feb 2013, 20:58
Als je nu 2 atomen naast elkaar ziet, dan raken die kernen elkaar zeker niet? Want die rondom zwevende elektronen 'beschermen' die kernen. Maar dan kan het toch nooit zo zijn dat de elektronen van die twee atomen perfect in elkaars baan passen? Wat dan betekent dat er ergens lucht tussen atomen zit? Daarom nam ik aan dat er een schil om een atoom zat, zodat ze allemaal tegen elkaar aan zaten.

Lucht zit er sowieso niet tussen natuurlijk, dat bestaat zelf uit moleculen. Wel zit er enige afstand tussen de kernen, dat is lege ruimte, vacuum, of hoe je het ook precies noemen wilt.

Dat de banen van de electronen vaak juist wel heel goed passen is ergens quantummechanisch lastig, maar ergens ook gevoelsmatig eenvoudig:

Neem diatomaire moleculen zoals H2 (of N2, O2 etc): die bestaan uit 2 exact gelijke kernen, met exact gelijke mogelijk orbitals daaromheen. Als je 2 waterstofatomen samenvoegt tot 1 H2 molecuul, dan delen beide electronen een baan rond beide kernen. Bij N2 en O2 zijn dat respectievelijk 3 en 2 paren electronen. De orbitals die deze electronen beschrijven zijn nauwkeurig bekend en vormen mooie plaatjes.

rwwh

Hm... ik heb twee aanvullingen:

Het is leuk om te zeggen dat atomen in orbitalen zitten, maar helemaal accuraat is dat niet. Orbitalen zijn wiskundige constructies, een manier om de ruimte handig op te delen. Bovendien zijn ze voor simpele atomen zoals waterstof ook een goede beschrijving van hoe een elektron zich gedraagt. Maar hebben we zuurstof, dan is het echt niet zo dat 1 elektron alleen van "links naar rechts" beweegt (p_x) en een andere alleen van boven naar onder (p_z). De werkelijkheid mengt al die wiskundige formules en maakt atomen gewoon weer bolvormig.
De "schil" van de atomen wordt gevormd door de elektronen plus het "Pauli" principe dat zo ongeveer zegt dat bepaalde typen deeltjes (fermionen) zoals elektronen niet met meerdere op dezelfde plaats kunnen zijn. Dit is dus helemaal niet zo vanzelfsprekend als het voor ons lijkt: er zijn andere deeltjes zoals fotonen die gewoon dwars door elkaar heen kunnen zonder invloed op elkaar uit te oefenen.

Inderdaad zijn atomen onvoorstelbaar leeg. De kern heeft 99.9% van alle massa van het atoom, maar slechts 0.0000000001% van het volume. Ga je kijken in de astronomie dan zijn er in de verte dode sterren te vinden die eigenlijk bestaan uit samengeperste atoomkernen. Dat materiaal heeft geen massa van ca 1 kilogram per liter zoals onze materie, maar ca 1 miljard ton per liter....

Benm

Als je het astronomisch gaat vergelijken vind je wel aparte dingen inderaad. Feitelijk is het zonnestelsel 'voller' dan een atoom, als je bekijkt hoe dat baan van de buitenste planeten zich verhoudt tot de diameter van de zon.

Zou je waterstof opschalen zodanig dat de kern net zo groot was als de zon, dan zou het electron kleiner zijn dan pluto, en een grotere baan om de zon hebben.

jazzvb

En hoe moet ik de posities de atomen ten opzichte van elkaar zien? Ik heb gezocht naar atomen op internet, maar je ziet altijd het beeld van maar 1 atoom. Ik dacht voor deze thread dat atomen elkaar raken, zoals bakstenen in een muur zonder cement (vandaar de schil). Zit er (relatief) veel afstand tussen 2 kernen (met elektronen), zoals de afstand tussen de sterren (relatief) of raken ze elkaar bijna aan, zoals eeeh... de gaatjes in een vergiet?

Dank voor de antwoorden. En goed om te weten dat de elektronen energie afgeven.

rwwh

In een molecuul liggen de atomen dichter bij elkaar dan de grootte van de buitenste schillen. De binding wordt namelijk veroorzaakt door het overlappen van de atomaire orbitalen. Zie voor een voorbeeld: http://commons.wikimedia.org/wiki/File: ... 3D-vdW.png . Als een afstand "te dichtbij" is tussen atomen die niet direct gebonden zijn levert dat een afstotende kracht op.

Tussen twee verschillende moleculen liggen atomen wel ongeveer op de afstand van de "som van de stralen" van de atomen. Door de Van der Waals aantrekkende krachten liggen moleculen binnen deze grenzen wel zo dicht mogelijk tegen elkaar aan.

jazzvb

Sorry voor de late reactie.

Het lijkt wel hoe meer je er van wilt weten, hoe ingewikkelder het wordt. Toch is en blijft het zeer fascinerend. Ik vind het alleen al interessant dat het steeds complexer wordt...

Mijn originele vraag (nu veranderd in 'geven elektronen ook energie af?') is beantwoord. En de rest heeft me alleen maar meer doen lezen over het onderwerp.

Allemaal hartelijk dank voor de reacties!

Jazz

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

De schil van een atoom en molecuul

De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul

Re: De schil van een atoom en molecuul