Atomet og elektronerne

I dag ved vi, at atomet er opbygget af tre slags partikler. De tre partikler kaldes også for elementar-partiklerne.

De tre slags partikler er:

·         Protonen - er positivt elektrisk (+). De findes inde i selve kernen (midten) af atomet.

·         Neutronen - er neutral. De findes også inde i atomets kerne.

·         Elektroner - er negativt elektrisk ladet (-). Elektronen findes uden for kernen (de blå partikler).

Som grundtilstand er der altid lige mange protoner og elektroner. Protonernes positive ladning og elektronernes negative ladning er lige store, derfor ophæver de også hinanden. Så udadtil er atomet neutralt. Den elektriske ladning en proton og en elektron har, er den mindste man kender. Man kalder den for en elementarladning.

Antallet af protoner bestemmer hvilket grundstof, der er tale om (i gamle dage gik man ud fra, at det var antallet af elektroner). Hydrogen har en proton i kernen, derfor er hydrogen grundstof nummer 1. Helium har to protoner i kernen, derfor er helium grundstof nummer 2 osv.

Alle grundstofferne har også et antal neutroner i kernen (undtagen hydrogen). Neutronens opgave er at holde styr på alle de positivt ladede protoner, så de ikke slipper væk. Protonerne er alle positivt ladede, og frastøder derfor hinanden. Så var neutronen der ikke, ville kernen sprænges. Det kræver mange kræfter at holde sammen på kernen. Så mange, at neutronens kraft også er den stærkeste kraft i universet.   

Et grundstof kan indeholde et forskelligt antal af neutroner. Der findes altså forskellige udgaver af hvert grundstof. Illustrationen herunder viser grundstoffet helium. Som man kan se, findes der otte forskellige udgaver (kaldes også for isotoper). Alle med et forskelligt antal af neutroner. Det første isotop har tre partikler i kernen. Da helium har to protoner i kernen, kan vi beregne, at der må være en neutron. Det sidste isotop har ti partikler i kernen. Dette isotop må derfor have otte neutroner i kernen.  

Niels Bohr formulerede i 1913 sin atommodel. Med den kunne han beskrive atomets opbygning, hvor vi har en kerne, der er positiv og elektronerne svævende rundt om kernen i helt bestemte baner som små planeter. I dag ved vi, at dette ikke er helt rigtigt, men modellen er god, når man skal forstå grundstofferne og den basale kemi.

I hver skal (bane), er der en grænse for, hvor mange elektroner der er plads til. Antallet følger formlen , hvor n = skal-nummer. En skal behøver ikke være fyldt helt op, før der bliver placeret elektroner i næste skal. Dog er de to inderste skaller altid fyldt op, før der placeres elektroner i den tredje skal.

Som grundregel fylder man op indefra, og fortsætter først til næste skal, når den forrige er fyldt op.

 

Ud fra formlen betyder det, at der højst kan være følgende antal elektroner i skallerne. Skemaet herunder viser de seks inderste elektronskaller.

I den følgende aktivitet skal du indtegne elektronerne i de forskellige skaller for hvert af grundstofferne.

Husk først at fylde skal 1 op, derefter skal 2 osv.

Download aktiviteten her: Atomet og elektronerne