Atomaire structuur van goud

Goud was het eerste metaal dat algemeen bekend was bij de mens, omdat het in zijn natuurlijke staat bestaat en als gele klompjes in rivierbeddingen kan worden gevonden. Egyptenaren begonnen met het delven van goud in 2000 v.G.T. Eeuwenlang probeerden alchemisten andere metalen, zoals lood of koper, in goud te veranderen. Als alchemisten de chemische reactiviteit en de gouden atomaire structuur hadden begrepen, zouden ze hebben begrepen dat hun inspanningen zinloos waren.

Goud is een overgangsmetaal in groep 11, periode 6 op het periodiek systeem. De naam komt van het Oud-Engelse woord geolo (geel), maar het is symbool, Au, is van het Latijnse woord voor goud, aurum.

Ondanks de vele inspanningen van alchemisten mislukten hun experimenten. Goud is relatief niet-reactief. Het lost op in een mengsel van salpeterzuur en zoutzuur, een oplossing die bekend staat als aqua regia. (Historische opmerking: verschillende Nobelprijswinnende wetenschappers losten hun medailles op in aqua regia om confiscatie onder het naziregime te voorkomen).

Om de gouden atomaire structuur te begrijpen, is een algemeen begrip van de atomaire structuur nodig. In het begin van de 20e eeuw stelde de Deense wetenschapper Niels Bohr een eenvoudig model voor de structuur van atomen voor dat geschikt zal zijn om de gouden atomaire structuur te visualiseren. (Historische opmerking: Niels Bohr verborg de opgeloste gouden Nobel-metalen in zijn laboratorium tijdens de Tweede Wereldoorlog.)

In algemene termen, een kern is de positief geladen centrum van een atoom die protonen en neutronen bevatten. De protonen en neutronen worden samen nucleonen genoemd. Het derde belangrijkste subatomaire deeltje van een atoom, elektronen, bevindt zich buiten de kern.

EEN proton is een subatomair deeltje met een massa van 1,67 x 10^-24 gram, gedefinieerd als 1 atomaire massa-eenheid, en heeft een positieve lading, +1. Het is het aantal protonen in de kern dat het element definieert; een element met twee protonen is bijvoorbeeld helium. Naarmate het aantal protonen in de kern verandert, element identiteit veranderingen.

EEN neutron is een subatomair deeltje met een massa van 1,67 x 10^-24 gram, gedefinieerd als 1 atomaire massa-eenheid, en heeft een neutrale lading. Naarmate het aantal neutronen in de kern verandert, blijft de identiteit van het element hetzelfde. Een verandering in het aantal neutronen in de kern duidt op een isotoop van hetzelfde element.

elektronen bevinden zich buiten de kern en hebben een negatieve lading, -1. Hun massa is zo klein dat het als verwaarloosbaar wordt beschouwd.

Niels Bohr stelde voor dat elektronen rond de buitenkant van de kern reizen in paden die banen worden genoemd. Bohr stelde dat deze orbitalen niet willekeurig zijn, en deze bepaalde niveaus geven aan hoe ver van de kern elektronen worden gevonden.

Met een basiskennis van de atomaire structuur kan het goudatoom worden gevisualiseerd.

Bedenk dat het aantal protonen de identiteit van het element bepaalt. Goud heeft 79 protonen in zijn kern. Op een periodiek systeem komt het atoomnummer, meestal het getal boven het symbool voor dat element, overeen met het aantal protonen voor dat element.

Om het aantal aanwezige neutronen te vinden, zoekt u de atomaire massa van dat element (meestal onder het symbool). Goud heeft een massa van 197 atomaire massa-eenheden. Trek het aantal protonen af ​​van de atomaire massa. Voor goud, 197 – 79 = 118. Goud heeft 118 neutronen.

De kern van goud bevat dus 79 protonen en 118 neutronen. De extra neutronen verminderen de afstoting tussen de positief geladen protonen. De kernkrachten binden de kern samen.

Goud heeft ook 79 negatief geladen elektronen; deze zullen de 79 positief geladen protonen in evenwicht brengen. Deze elektronen zullen in bepaalde orbitalen rond de kern bestaan. Elke orbitaal kan een bepaalde hoeveelheid elektronen bevatten.

Goud, in periode 6 op het periodiek systeem, heeft zes energieniveaus. De 79 elektronen zullen de orbitalen in deze energieniveaus vullen volgens de hoeveelheid die elke orbitaal kan bevatten. Van het eerste tot het zesde energieniveau kan het aantal elektronen dat in elk energieniveau past worden berekend met 2n², waarbij n het energieniveau is.

2n. gebruiken² het eerste energieniveau, n = 1, is 2(1)²; of het kan 2 elektronen bevatten. De eerste zes energieniveaus kunnen respectievelijk 2, 8, 18, 32, 50 en 72 elektronen bevatten. Goud, dat een anomalie is voor elektronenvulling, zal de niveaus van het laagste tot het hoogste energieniveau vullen, en het aantal elektronen is 2, 8, 18, 32, 18 en 1. Er kan een diagram worden gemaakt met zes concentrische cirkels rond een kern en het bovengenoemde aantal elektronen in elke ring.