Comment faire un modèle 3D d'un atome

Un atome, comme vous l'avez peut-être entendu, est souvent appelé le plus petit composant ordinaire de la matière qui existe. Les atomes sont constitués de composants individuels (dont certains incluent leurs propres composants subatomiques), mais d'un atome, qui est d'environ 1 × 10^-10 m de large, est la plus petite particule qui conserve les propriétés individuelles d'un ensemble plus grand.

Les formes de base approximatives des atomes sont connues, avec les protons et les neutrons regroupés dans une boule dans le noyau et les électrons beaucoup plus petits se déplaçant à une distance relativement grande du minuscule (environ 1 × 10⁻¹⁵ m de large) noyau. Cela vous permet de construire des modèles d'atomes en trois dimensions, ou « 3D », en classe ou à la maison.

Les types d'atomes individuels sont appelés éléments, et chaque élément a un nom, par exemple, hydrogène, rubidium ou néon. Ces éléments nommés sont numérotés de un à 118 sur le tableau périodique des éléments. Celles-ci

Vous pouvez obtenir une estimation du nombre de neutrons pour un élément en soustrayant son numéro atomique de sa masse atomique, indiquée au centre en bas des cases des éléments dans la plupart des tableaux périodiques. Alors que les protons et les neutrons sont de l'ordre de seulement 10⁻²⁷ kg, un électron est environ 2 000 fois moins massif.

Les protons chargés positivement et les neutrons neutres sont à une distance considérable des électrons beaucoup plus petits et chargés négativement, un peu comme planètes du système solaire, sauf que la position d'un électron ne peut être connue avec précision à aucun moment, probabilité. À des fins de modèle d'atome 3D, cependant, pensez à un atome comme similaire à un petit système d'un corps astronomique central et de ses satellites.

Heureusement, vous n'aurez pas besoin d'équipement sophistiqué, mais il devrait être visuellement frappant. Tout type de balles en caoutchouc ou similaires fonctionnera; c'est utile s'ils sont de couleurs différentes, et c'est utile si vous pouvez écrire dessus avec un marqueur magique (et encore mieux si vous pouvez facilement effacer l'encre plus tard).

D'après le tableau périodique, O a un numéro atomique de 8 et une masse atomique très proche de 16,0. Un modèle 3D d'atomes d'oxygène ou image montrerait donc huit protons et huit neutrons dans le noyau et huit électrons quelque part à l'extérieur du noyau. Les protons et les neutrons pourraient être des boules qui ne se distinguaient que par leur couleur; les électrons sont mieux représentés dans ce schéma par des boules beaucoup plus petites.

Modèle 3D de l'atome d'argon: D'après le tableau des éléments, l'argon (Ar) a un numéro atomique de 18 et une masse atomique de 39,95. Cela signifie qu'un atome d'argon typique peut être supposé avoir environ 40 − 18 = 22 neutrons pour aller avec ses 18 protons.

• Les différentes manifestations d'un même atome qui ne varient qu'en nombre de neutrons sont appelées isotopes. Le nombre proton-plus-neutron d'un isotope donné est donné en utilisant un exposant gauche à côté du symbole de l'élément.

Cet atome pourrait donc être représenté par 18 boules de protons (pencre) et 22 boules à neutrons (mavy) dans un amas globulaire, avec un anneau de 18 boules d'électrons (ou billes) régulièrement espacées entourant ce noyau. En réalité, les électrons entoureraient le noyau dans un "nuage", pas un anneau plan comme le système solaire, et prendraient des formes géométriques approximatives en fonction de leurs niveaux d'énergie, ou coquilles.

Modèle d'atome de calcium: Le calcium a deux protons de plus et donc deux électrons de plus que l'argon, vous pouvez donc facilement le construire sur une "base" d'un atome d'argon. Cependant, il est utile de savoir quelque chose sur les électrons de valence pour comprendre pourquoi les deux nouveaux électrons appartiennent tous deux plus loin du noyau que les électrons de l'argon.

En effet, l'argon est un gaz noble, ce qui signifie que sa couche d'électrons la plus externe est remplie. Sa position la plus à droite sur le tableau périodique l'indique. Le calcium, dans la colonne 2 du tableau, a deux électrons de valence. Cependant, ce sujet dépasse le cadre des idées de projets atomiques pour l'école.