Atomteorien

Indledning

Overskrifterne for dette modul er:

• Atomers sammensætning: protoner, neutroner og elektroner
• Isotoper og atommasse
• Atomers elektronstruktur
• Oktetreglen og kemiske forbindelser

Atomers sammensætning: protoner, neutroner og elektroner

Atomer består af en elektrisk positivt ladet atomkerne, hvorom der bevæger sig negativt ladede partikler kaldet elektroner. Atomkernen består af positivt ladede protoner og elektrisk neutrale neutroner. Størrelsen af ladningen af en proton og elektron er den samme, men med modsat fortegn. Der er samme antal elektroner i et atom, som der er protoner i atomkernen, hvorved et atom samlet set er elektrisk neutralt. Antallet af protoner (og elektroner) i et atom afgør, hvilke kemiske egenskaber et atom har, og definerer hvilket grundstof, der er tale om. F.eks. er hydrogen karakteriseret ved kun at have én proton, carbon har 6 protoner og oxygen har 8 protoner i atomkernen.

ØVELSE: ATOMERS SAMMENSÆTNING

Isotoper og atommasse

Atomer svarende til et bestemt grundstof er kendetegnet ved at have et bestemt antal protoner i kernen. Derimod kan antallet af neutroner godt variere for det samme grundstof. F.eks. vil der gælde, at atomer, der har én proton i kernen, vil være hydrogenatomer ligegyldigt, hvor mange neutroner der er. Antallet af protoner kaldes derfor atomnummeret (forkortes Z). Forskellige versioner af det samme grundstof kaldes isotoper af grundstoffet. Summen af antal protoner og neutroner kaldes for massetallet og bruges til at angive hvilken isotop, der er tale om (forkortes A).

ØVELSE: ISOTOPER

Atomers elektronstruktur

Elektronerne kan kun bevæge sig omkring atomkernen i nogle bestemte afstande fra kernen. Dette er i modsætning til satellitters bevægelse om jorden, hvor en satellit i princippet kan have en vilkårlig afstand til jorden. Elektroner der er i samme afstand fra kernen siges at være i samme skal og har et bestemt skal-nummer, hvor første skal er den tætteste afstand på kernen. Elektronerne vil som udgangspunkt gerne være så tæt på atomkernen som muligt, men der er grænser for, hvor mange elektroner der kan være i en skal. Der er følgende begrænsninger:

• Der kan højst være 2n² elektroner i en skal, hvor n er skal-nummeret. F.eks. kan der højst være 2 elektroner i første skal (2·1² = 2), 8 elektroner i anden skal (2·2² = 8) og 18 elektroner i tredje skal (2·3² = 18).
• Der kan højst være 8 elektroner i yderste skal. F.eks. vil kalium have sine 19 elektroner fordelt således, at der er 2 elektroner i første skal, 8 elektroner i anden skal, 8 elektroner i tredje skal og 1 elektron i fjerde skal (der kan ikke være 9 elektroner i tredje skal, da der ikke kan være mere end 8 elektroner i yderste skal).

ØVELSE: ATOMERS ELEKTRONSTRUKTUR

Oktetreglen og kemiske forbindelser

Ved kemiske reaktioner mellem atomer vil atomer optage eller afgive elektroner. Et atoms elektronstruktur er afgørende for, hvordan det reagere med andre atomer. En regel som er afgørende i forhold til at forudsige, hvordan et bestemt atom reagerer er oktetreglen (også kaldet ædelgas-reglen). Den siger, at atomer vil søge mod at have 8 elektroner i yderste skal (eller 2 elektroner når den første skal er den yderste skal). Oxygen har som atom 6 elektroner i yderste skal og vil derfor når den danner kemiske forbindelser forsøge at optage 2 elektroner. Magnesium vil afgive 2 elektroner, da den derved tømmer sin yderste skal og den næst-yderste skal bliver den yderste, som har 8 elektroner.

ØVELSE: OKTETREGLEN

Opsamling

Dette modul har givet dig en introduktion til atomteorien. Ved gennemgang af dette modul har du fået en forståelse for:

• Atomers sammensætning og elektronstruktur
• Isotoper
• Ædelgasreglen

TEST: Atomteorien

Eksterne links

• Atomer – Hvad er de?
• Isotoper og atommasse
• Det periodiske system
• Oktetreglen – Ædelgasreglen