Vinnige feite
- Atomos is ʼn Griekse frase wat beteken ‘nie gesny nie’of ‘dit wat ondeelbaar is’.
- Atome is so klein dat ʼn glas water meer atome bevat as wat daar water in die Atlantiese Oseaan is.
- Die afdeling van fisika wat subatomiese deeltjies ondersoek, word deeltjiefisika genoem.
- As ʼn sportstadion as ʼn atoom geag word, is die kern ongeveer die grootte van ʼn druiwekorrel in die middelsirkel.
- Ses elemente maak 99% van die massa van en atome in jou liggaam uit: kalsium, waterstof, koolstof, fosfor, suurstof en stikstof. Jou liggaam bevat ook ʼn groot verskeidenheid ander elemente – soos kalium, swael, natrium en magnesium – in klein hoeveelhede.
- In 1980 het dr. Glenn Seaborg daarin geslaag om ʼn paar duisend loodatome in goud te verander deur ʼn kernreaktor te gebruik. Seaborg het hoë-energiedeeltjies gebruik om loodatome se kerns te splits sodat hulle drie protone vrygestel het. Goud het drie protone minder as lood (97 teenoor 82), wat Seaborg in staat gestel het om hierdie waardevolle metaal suksesvol te skep. Hierdie vorm van goud is egter te duur om kommersieel te produseer omdat Seaborg se eksperiment ʼn enorme hoeveelheid energie benodig.
ʼn Atoom is die kleinste deeltjie van ʼn element wat nog die eienskappe van daardie element vertoon. 1 Hierdie deeltjie kan selfstandig of in verbinding met ander atome bestaan. 2
Wat is ʼn element?
ʼn Element is ʼn suiwer stof wat nie verder afgebreek kan word nie. Elemente maak deel uit van al die materiale om ons waarvan sommige vaste stowwe, vloeistowwe of gasse is. 3 ʼn Materiaal sal altyd een van hierdie drie stowwe wees. 4
Alle materie bestaan uit baie klein deeltjies wat molekules genoem word. Molekule bestaan uit twee of meer atome wat deur chemiese bindings aanmekaar gehou word. ʼn Mens kan nie molekules of atome met die blote oog sien nie; dit is baie klein deeltjies, selfs kleiner as ʼn spikkeltjie stof. 4
Agtergrond oor atome
Die vroeë Griekse filosowe het geglo dat alle materie uit ongelooflike klein, maar afsonderlike eenhede, soos bakstene in ʼn muur bestaan. Democritus (460-370 v.C.) was die eerste wetenskaplike wat hierdie eenhede atomos genoem het. Vanuit hierdie frase kom die term atoom wat vandag gebruik word. 5
Democritus se idees oor materie is geïgnoreer en vir meer as 2 000 jaar vergeet totdat John Dalton van Engeland dit weer in 1803 aan die wetenskaplike wêreld bekend gestel het.
Hy het stellings oor atome gemaak wat ook die volgende insluit en ons help om elemente beter te verstaan: 5
- Elke element bestaan uit klein, ondeelbare deeltjies wat atome genoem word.
- Alle atome van ʼn gegewe element is identies.
- Atome van verskillende elemente het verskillende massas.
Samestelling en eienskappe van atome
Danksy die werk van talle wetenskaplikes in die 1800’s en 1900’s weet ons dat die stowwe van die wêreld om ons uit minuskule deeltjies, genaamd atome, bestaan. Ons weet ook dat daar drie soorte subatomiese deeltjies in ʼn atoom is. Vandag is die moderne model van die atoom gebaseer op wat wetenskaplikes oor die rangskikking van hierdie deeltjies ontdek het.
Sowat 100 jaar gelede het wetenskaplikes begin ondersoek instel na wat een stof anders as ʼn ander maak. Hulle het die eienskappe van atome begin identifiseer. Met behulp van ʼn straal van radioaktiewe deeltjies, bekend as “alfadeeltjies”, het hulle gevind dat feitlik al die massa van ʼn atoom in die middel – wat hulle die kern (nukleus) genoem het – geleë is. Daar is gevind dat die kern kleiner deeltjies (protone en neutrone) bevat. Protone het ʼn positiewe elektriese lading, terwyl neutrone geen lading het nie. 6
Atome het in die geheel ʼn neutrale lading, dus moet hulle ʼn negatiewe lading bevat wat die positiewe lading van protone teenwerk. Dit is die elektrone wat die negatiewe lading dra. Elektrone wentel op wisselende afstande om die kern. Hulle word aangetrek deur die positiefgelaaide kern, maar omdat hulle voortdurend beweeg en relatief lig is, bly hulle op hul afstande, wat ons “elektronskille” noem. Hierdie rangskikking van deeltjies word met die planete wat om die son in ons sonnestelsel wentel, vergelyk. Hoewel die planete aangetrek word deur die son se swaartekrag, bly hulle in wentelbane omdat hulle so vinnig beweeg. Wetenskaplikes weet nou dat stowwe verskil omdat hulle ʼn spesifieke rangskikking van protone, neutrone en elektrone het. 6 Dit word ook subatomiese deeltjies genoem. 5
Die deeltjies van ʼn atoom is so lig, wetenskaplikes gebruik relatiewe terme om hul massa te verduidelik.
Hierdie relatiewe terme word hier onder uiteengesit:
| Deeltjie | Relatiewe massa | Relatiewe lading |
| Proton | 1 | +1 |
| Neutron | 1 | 0 |
| Elektron | 1/1800 | -1 |
Protone
Die protone is diep binne-in die atoom in ʼn sone wat die kern genoem word. Die protone is almal positief gelaai. Wanneer twee protone naby mekaar kom, stoot hulle mekaar weg.
Wetenskaplikes gebruik die woord “lading” om hierdie eienskappe van deeltjies voor te stel. Gelyke ladings stoot af (weg van mekaar af), en teenoorgestelde ladings trek aan.
Neutrone
Neutrone is deeltjies wat nie positief of negatief gelaai is nie; hulle is met ander woorde neutraal. Die neutrone en die protone vorm ʼn stewig verpakte kern in die middel van die atoom.
Elektrone
Elektrone is die kleinste van die drie subatomiese deeltjies. Elektrone is omtrent 2 000 maal kleiner as protone en neutrone. Elektrone beweeg in ʼn sone rondom die atoomkern teen ʼn baie hoë spoed en vorm ʼn elektronwolk wat baie groter as die kern is. 5 Wanneer ʼn elektron naby ʼn proton kom, trek hulle mekaar aan. Twee elektrone sal mekaar wegstoot.
Hoe atome verskil
Ons weet dat elemente verskil omdat hulle ʼn unieke aantal protone, neutrone en elektrone het. Om ons te help om hierdie verskil makliker te herken, het wetenskaplikes twee getalle aan elemente toegeken. Die kleiner getal word die atoomgetal genoem. Dit verteenwoordig die aantal protone in die atoom. Die groter getal word die massagetal (of atoommassa) genoem. Dit verteenwoordig die totale aantal protone en neutrone in die kern van ʼn element se atoom. Omdat atome ʼn neutrale lading het, neem ons aan dat die aantal protone gelyk is aan die aantal elektrone – omdat hulle gelyke, maar teenoorgestelde, ladings het.
Aan die metaal litium is byvoorbeeld ʼn atoomgetal van 3 toegeken en ʼn massagetal van 7. Dit beteken dat litiumatome drie protone (atoomgetal), drie elektrone (gelyk aan atoomgetal) en vier neutrone (massagetal minus atoomgetal) het. Net so het die metaal berillium, ʼn atoomgetal van 4 en massagetal van 9. Dit beteken dat berilliumatome vier protone, vier elektrone en vyf neutrone het. Omdat litium- en berilliumatome verskillende aantal protone, neutrone en elektrone het, het die metale eienskape wat baie verskil. 6 Verskillende atome het verskillende groottes; dit is daarom net ʼn geraamde getal. 5
Elektronskille
In die vroeë 1900’s het Niels Bohr ʼn teorie geformuleer om te verduidelik hoe elektrone in die atoom gerangskik is. Hy het voorgestel dat elektrone op wisselende afstande rondom die kern geposisioneer is en dat hierdie elektronskille ʼn spesifieke energievlak het. (Elektronskille word soms “energievlakke” genoem.) Bohr het gedink dit is moontlik om ʼn elektron van een skil na die volgende te beweeeg deur ʼn presiese hoeveelheid energie toe te pas.
Danksy Bohr se teorie het wetenskaplikes enkele interessante patrone in die gedrag van elektrone ontdek.
Elektronskille in enige atoom het die volgende eienskappe:
- Elke elektronskil bevat elektrone met dieselfde energie.
- Elektronskille naaste aan die kern het die minste energie.
- Elektronskille met die minste energie vul eerste op.
- Elektronskille verste van die kern het kleiner energiegapings tussen hulle as die naaste kern.
- Elke elektronskil hou ʼn maksimum aantal elektrone.
- Die naaste elektrone aan die kern is baie moeilik om te verwyder omdat hulle sterk aangetrek word deur die kern se positiewe lading.
Wanneer ons atome teken om dit visueel uit te beeld, gebruik ons Bohr-modelle, heel gepas vernoem na Niels Bohr. In die modelle hier bo, kan jy sien hoe ʼn litium- en berilliumatoom onderskeidelik geteken word. 7 Elke elektronskil kan slegs ʼn seker hoeveelheid elektrone dra.
Woordbank
| periodieke tabel | Die periodieke tabel van elemente is ʼn klassifikasiesisteem vir die elemente waaruit die materie en materiale in die wêreld bestaan. 3 Elke element het ʼn vaste plek op die periodieke tabel. Die elemente word in volgorde van toenemende atoomgetalle rangskik. 5 |
Kyk hierdie video om nog meer te leer oor atome
Wat is ʼn atoom?
