Das Atom ist die kleinste Einheit der Materie, die die Eigenschaften eines größeren Ganzen behält. Es ist nicht unteilbar, aber Atomstücke, insbesondere die "Brocken" der nuklearen Komponenten genannt Quarks, sind wirklich nur gut für die Herstellung von Atomen. Verschiedene Arten von Atomen werden als Elemente bezeichnet, von denen fast 120 (davon 92 natürlich vorkommend) bekannt sind.
Die meiste Materie besteht aus mehreren Arten von Atomen, die in Gruppen von zwei oder mehr angeordnet sind und spezifische Formeln haben; Zwei oder mehr chemisch miteinander verbundene Atome bilden ein Molekül. Ein Wassermolekül hat beispielsweise die Formel H2O, was bedeutet, dass es aus den Elementen Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O) in einem Atom- oder Molverhältnis von 2 zu 1 besteht.
Kalzium ist ein bekanntes Element, das für eine gute Knochengesundheit und andere Funktionen im menschlichen Körper unerlässlich ist. Das Calciumatom ist weder ein kleines noch ein besonders schwerfälliges Atom, was es zu einem guten Kandidaten macht für den Aufbau eines dreidimensionalen Atommodell-Projekts, um die hervorstechenden Punkte davon zu veranschaulichen Struktur.
Das Atom: Grundlagen
Atome bestehen aus einer gleichen Anzahl von Protonen und Elektronen in ihrem (nicht ionisierten) Grundzustand, Nummerierung von eins bis 118 ab 2020. Die Anzahl der Protonen, die Ordnungszahl, definiert das Element. Alle Elemente außer Wasserstoff haben auch ein oder mehrere Neutronen; Protonen und Neutronen haben ungefähr die gleiche Masse (in der Größenordnung von 10−27kg), während Elektronen fast 2.000-mal kleiner sind.
Die Anzahl der Protonen und Neutronen ist ungefähr gleich, wenn Sie sich jedoch im Periodensystem der Elemente nach oben bewegen, beginnen die Neutronen in den meisten Atomen die Protonen sichtlich zu übertreffen. Varianten von Elementen, die sich nur in der Neutronenzahl unterscheiden, heißen Isotope.
Die negativ geladenen Elektronen besetzen Räume weit, weit vom Proton entfernt, zumindest auf der Skala eines Atoms, die nur etwa 1 × 10. groß ist−10 m quer. Diese finden Sie in Energieniveaus oder Schalen, zu denen für viele Atome gehören Unterschalen. Unterschalen wiederum enthalten Orbitale, die jeweils bis zu zwei Elektronen aufnehmen können.
Jede Reihe des Periodensystems stellt eine Schale dar, wobei die Anzahl der Elektronen, die eine Schale aufnehmen kann, in den ersten vier Reihen des Periodensystems zwei, acht, acht und 18 beträgt.
Calcium 3D-Modell Atom
Sie können dem Periodensystem entnehmen, dass Calcium eine Ordnungszahl von 20 hat und an Atommasse von 40,78 Dalton. Das bedeutet, dass das stabilste Isotop des Elements 20 Neutronen (40 − 20) hat. Sie können grüne Kugeln auswählen, um Protonen darzustellen, und ähnlich große orangefarbene Kugeln, um Neutronen darzustellen, und kleinere gelbe Kugeln oder Murmeln, um Elektronen darzustellen.
Sie können Ihre "Protonen" und "Neutronen" zu einem kugelförmigen Kern anordnen, sie vielleicht zusammenkleben und dann entscheiden, wie Sie Ihre Elektronen anordnen.
Aus der Tabelle sehen Sie, dass Kalzium in der ersten Schale zwei Elektronen hat (beide in der sogenannten 1s-Unterschale), acht in der zweiten Schale (2 in der 2s-Unterschale, 6 in der 2p-Unterschale), acht in der dritten Schale (2 in der 3s-Unterschale, 3 in der 3p-Unterschale) und zwei in der vierten Schale. Dies sind die Valenz von Kalzium oder chemisch reaktive Elektronen.
Konsultieren Sie verschiedene Online-Referenzen, um zu sehen, wie Elektronenunterschalen im 3D-Raum dargestellt werden. Sie können ein Calciumatom-Diagramm zu Ihrem Modell zeichnen, um alle Informationen abzudecken, die Sie möglicherweise nur schwer visuell darstellen können.
Zusätzliche Atome für die Modellierung
Ein Neon-Atommodell könnte den Betrachter mit dem Konzept von Edelgasen und Vollvalenzschalen vertraut machen, z oder ein Natriumatommodell könnte als repräsentatives einfaches Metall dienen, das an Halogene bindet wie Chlor.