عنصر الصوديوم موجود في المجموعة الفلزية القلوية في الجدول الدوري. وتشكل حوالي 2.8٪ من قشرة الأرض. في المظهر ، الصوديوم معدن ناعم أبيض فضي. صيغته الذرية هي Na. يوفر إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لذرة الصوديوم تجربة عملية تفاعلية ثاقبة وغنية بالمعلومات.
النماذج ثلاثية الأبعاد هي نسخ متماثلة مرئية لما قد يبدو عليه الهيكل الذري للعنصر. وهي تستند إلى نموذج بوهر للذرة. كان الفيزيائي الدنماركي نيلز بور (1885-1962) أول من وضع تصورًا لتوضيح نموذج الكواكب للذرة. يقسم نموذج بوهر الذرة أساسًا إلى سحابة إلكترونية ونواة. تحتوي النواة على البروتونات والنيوترونات. سحابة الإلكترون هي المكان الذي يمكن أن توجد فيه الإلكترونات. تدور الإلكترونات حول النواة الذرية في مدارات أو قذائف مستقرة. في حين خضع نموذج بور للعديد من التعديلات على مر السنين ، إلا أن مبادئه الأساسية لا تزال معتمدة عند تدريس أساسيات التركيب الذري. لهذا السبب ، يستخدم نموذج بور لتوضيح كيفية ابتكار نموذج ثلاثي الأبعاد لذرة الصوديوم.
اجمع المواد المطلوبة. وتشمل هذه الفنون والحرف اليدوية كرات قطنية بألوان مختلفة لتمثيل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات. البروتونات والنيوترونات متساوية في الحجم ، بينما الإلكترونات أصغر من كل من البروتونات والنيوترونات. ومن ثم ، اختر كرات قطنية ذات حجم مناسب لمحاكاة تلك الاختلافات في الحجم. أما بالنسبة إلى "قذائف" السحابة الإلكترونية ، فيمكن قصها باستخدام المقص من الورق المقوى أو اللوح السميك. وبالمثل ، تأكد من وجود سلسلة في متناول اليد. استخدم الخيط لربط أغلفة الإلكترون في دوائر متحدة المركز لمحاكاة المدارات حول النواة. يربط الغراء كرات القطن الحرفية بالمناطق المقابلة لها.
حدد موقع الصوديوم في الجدول الدوري لتحديد عددها الذري. سوف يشير العدد الذري لعنصر ما إلى عدد البروتونات وعدد الإلكترونات التي يحتوي عليها. تذكر أن الذرة المستقرة والمحايدة لديها عدد متساوٍ من الإلكترونات للبروتونات. وبالتالي ، فإن العدد الذري للصوديوم 11 يشير إلى أنه يحتوي على عدد متساوٍ من 11 بروتونًا و 11 إلكترونًا.
أوجد عدد النيوترونات التي يحتويها الصوديوم ، من خلال النظر أولاً إلى وزنه الذري في الجدول الدوري. يبلغ الوزن الذري للصوديوم حوالي 23. هذا يعني أن نواتها تحتوي على 12 نيوترونًا ، بما أن 23 ناقص 11 بروتونًا يساوي 12 نيوترونًا. الآن بعد أن حددت عدد البروتونات والنيوترونات ، اختر إنشاء نواة مكونة من 11 بروتونًا أصفر اللون و 12 نيوترونًا أخضر اللون ، كما هو موضح في الصورة.
اصنع أغلفة الإلكترون التي تحيط بنواة ذرة الصوديوم. في الكيمياء والفيزياء الذرية ، تتوافق الأصداف الإلكترونية مع مستويات الطاقة الرئيسية حيث تدور الإلكترونات حول النواة الذرية. علاوة على ذلك ، كل من هذه القذائف يشغلها عدد ثابت من الإلكترونات. القاعدة العامة هي أن الغلاف النوني يمكنه استيعاب ما يصل إلى 2 (n-squared) من الإلكترونات. وهكذا ، فإن الغلاف الأول ، وهو الغلاف الداخلي ، يحتوي على إلكترونين كحد أقصى. بعد ذلك ، تحتوي القشرة الثانية على ثمانية إلكترونات كحد أقصى. ويلي ذلك الغلاف الثالث ، الذي يحتوي على 18 إلكترونًا كحد أقصى. نظرًا لأن الصوديوم يحتوي على 11 إلكترونًا ، فإن غلافه الأول سيشغله إلكترونان بالكامل. يتبع ذلك غلافه الثاني الذي تشغله ثمانية إلكترونات بالكامل ، مما يترك غلافه الثالث بإلكترون واحد فقط ، كما هو موضح في الرسم التوضيحي المقدم.
