Het atoom is de kleinste eenheid van materie die de eigenschappen van een groter geheel behoudt. Het is niet ondeelbaar, maar stukjes atomen, vooral de "brokken" van nucleaire componenten genaamd quarks, zijn eigenlijk alleen goed voor het maken van atomen. Verschillende soorten atomen worden elementen genoemd, waarvan er bijna 120 bekend zijn (waarvan 92 van nature voorkomend).
De meeste materie bestaat uit meerdere soorten atomen, gerangschikt in groepen van twee of meer en met specifieke formules; twee of meer atomen die chemisch aan elkaar zijn gebonden, vormen een molecuul. Een watermolecuul heeft bijvoorbeeld de formule H2O, wat betekent dat het is gemaakt van de elementen waterstof (H) en zuurstof (O) in een atomaire of molaire verhouding van 2 tot 1.
Calcium is een bekend element dat essentieel is voor een goede botgezondheid en andere functies in het menselijk lichaam. Het calciumatoom is noch een klein noch een bijzonder omslachtig atoom, waardoor het een goede kandidaat is voor het bouwen van een driedimensionaal atoommodelproject om de belangrijkste punten hiervan te illustreren structuur.
Het atoom: de basis
Atomen bestaan uit een gelijk aantal protonen en elektronen in hun basis (niet-geïoniseerde) staat, nummering van één tot 118 vanaf 2020. Het aantal protonen, het atoomnummer, definieert het element. Alle elementen behalve waterstof hebben ook een of meer neutronen; protonen en neutronen zijn ongeveer gelijk in massa (in de orde van 10−27kg), terwijl elektronen bijna 2000 keer kleiner zijn.
Het aantal protonen en neutronen is ongeveer gelijk, hoewel als je omhoog beweegt door het periodiek systeem der elementen, het aantal neutronen in de meeste atomen zichtbaar groter wordt dan het aantal protonen. Varianten van elementen die alleen verschillen in neutronengetal worden genoemd isotopen.
De negatief geladen elektronen bezetten ruimtes ver, ver van het proton, tenminste op de schaal van een atoom, dat slechts ongeveer 1 × 10 is−10 m over. Deze zijn te vinden in energie niveau of schillen, die voor veel atomen zijn: subshells. Subshells bevatten op hun beurt orbitalen, die elk maximaal twee elektronen kunnen bevatten.
Elke rij van het periodiek systeem vertegenwoordigt een schil, met het aantal elektronen dat een schil kan bevatten van twee, acht, acht en 18 in de eerste vier rijen van het periodiek systeem.
Calcium 3D-model Atoom
Je kunt aan het periodiek systeem zien dat calcium een atoomnummer heeft van 20 en een atoom massa van 40,78 dalton. Dit betekent dat de meest stabiele isotoop van het element 20 neutronen heeft (40 20). Je zou groene ballen kunnen kiezen om protonen weer te geven en oranje ballen van vergelijkbare grootte om neutronen te vertegenwoordigen, en kleinere gele ballen of knikkers om elektronen te vertegenwoordigen.
Je kunt je "protonen" en "neutronen" rangschikken in een balachtige kern, misschien door ze aan elkaar te lijmen, en dan beslissen hoe je je elektronen wilt rangschikken.
Uit de tabel zie je dat calcium twee elektronen heeft in de eerste schil (beide in wat de 1s-subschil wordt genoemd), acht in de tweede schil (2 in de 2s subshell, 6 in de 2p subshell), acht in de derde shell (2 in de 3s subshell, 3 in de 3p subshell) en twee in de vierde schelp. Dit zijn de valentie van calcium, of chemisch reactieve elektronen.
Raadpleeg verschillende online referenties om te zien hoe elektronensubschillen worden afgebeeld in de 3D-ruimte. U kunt een diagram van een calciumatoom bij uw model tekenen, zodat u alle informatie kunt weergeven die u misschien moeilijk visueel kunt presenteren.
Extra atomen voor modellering
Een neonatoommodel zou kijkers vertrouwd kunnen maken met het concept van edelgassen en schillen met volledige valentie, bijvoorbeeld bijvoorbeeld, of een natriumatoommodel zou kunnen dienen als een representatief eenvoudig metaal dat zich bindt aan halogenen zoals: chloor.