Natriumelementti on jaksollisen järjestelmän alkalimetalliryhmässä. Se käsittää noin 2,8 prosenttia maankuoresta. Ulkonäöltään natrium on pehmeää hopeanvalkoista metallia. Sen atomikaava on Na. Natriumatomin 3D-mallin luominen tarjoaa vuorovaikutteisen käytännön kokemuksen, joka on sekä oivaltava että informatiivinen.
Kolmiulotteiset mallit ovat visualisoituja kopioita siitä, miltä elementin atomirakenne voi näyttää. Ne perustuvat atomin Bohr-malliin. Tanskalainen fyysikko Niels Bohr (1885-1962) käsitteli ensimmäisenä atomin planeettamallikuvan. Bohr-malli jakaa olennaisesti atomin elektronipilveksi ja ytimeksi. Ydin sisältää protoneja ja neutroneja. Elektronipilvi on paikka, josta elektronit löytyvät. Elektronit pyörivät atomituuman ympäri vakailla kiertoradoilla tai kuorissa. Vaikka Bohr-malliin on tehty lukuisia muutoksia vuosien varrella, sen perusperiaatteisiin vedotaan edelleen, kun opetetaan atomirakenteen perusteita. Tästä syystä Bohrin mallia käytetään havainnollistamaan natriumatomin 3D-mallin suunnittelua.
Kokoa tarvittavat materiaalit. Näihin kuuluvat taiteen ja käsityön puuvillapallot, joilla on erilainen sävy edustamaan elektroneja, protoneja ja neutroneja. Protonit ja neutronit ovat kooltaan yhtä suuria, kun taas elektronit ovat pienempiä kuin protonit ja neutronit. Valitse siis sopivan kokoiset käsityöpuuvillapallot näiden koonerojen simuloimiseksi. Mitä tulee elektronipilven "kuoreihin", ne voidaan leikata saksilla kartongista tai paksusta julisteesta. Vastaavasti varmista, että merkkijono on käsillä. Käytä merkkijonoa sitomaan elektronikuoret samankeskisissä ympyröissä simuloimaan kiertoradoja ytimen ympärillä. Liima kiinnittää käsityöpuuvillapallot vastaaviin alueisiinsa.
Etsi natrium jaksollisesta taulukosta sen atomiluvun määrittämiseksi. Elementin atomiluku viittaa protonien ja siinä olevien elektronien määrään. Muista, että stabiililla, neutraalilla atomilla on sama määrä elektroneja kuin protoneilla. Näin ollen natriumin atomiluku 11 osoittaa, että sillä on sama määrä 11 protonia ja 11 elektronia.
Etsi natriumin neutronien määrä tarkastelemalla ensin atomipainoa jaksollisesta taulukosta. Natriumin atomipaino on noin 23. Tämä tarkoittaa, että sen ytimessä on 12 neutronia, koska 23 miinus 11 protonia vastaa 12 neutronia. Nyt kun olet määrittänyt protonien ja neutronien lukumäärän, valitse sitten ydin, jossa on 11 keltaista protonia ja 12 vihreää neutronia, kuten kuvassa on esitetty.
Luo natriumatomin ydintä ympäröivät elektronikuoret. Kemiassa ja atomifysiikassa elektronikuoret vastaavat tärkeimpiä energiatasoja, joilla elektronit kiertävät atomin ytimen ympäri. Lisäksi jokaisessa näistä säiliöistä on kiinteä määrä elektroneja. Nyrkkisääntönä on, että n. Kuori voi pitää sisällään enintään 2 (n-neliön) elektronia. Siten ensimmäiseen kuoreen, joka on sisin kuori, mahtuu enintään kaksi elektronia. Seuraavaksi toiseen kuoreen mahtuu korkeintaan kahdeksan elektronia. Sitä seuraa kolmas kuori, johon mahtuu enintään 18 elektronia. Koska natriumilla on 11 elektronia, sen ensimmäinen kuori on kokonaan elektronien käytössä. Sen jälkeen sen toinen kuori on kokonaan kahdeksan elektronin käytössä, jolloin sen kolmannessa kuoressa on vain yksi elektroni, kuten kuvassa näkyy.