Het element natrium bevindt zich in de alkalimetaalgroep van het periodiek systeem. Het omvat ongeveer 2,8 procent van de aardkorst. Qua uiterlijk is natrium een zacht zilverwit metaal. De atomaire formule is Na. Het creëren van een 3D-model van het natriumatoom biedt een interactieve praktijkervaring die zowel inzichtelijk als informatief is.
Driedimensionale modellen zijn gevisualiseerde replica's van hoe de atomaire structuur van een element eruit zou kunnen zien. Ze zijn gebaseerd op het Bohr-model van het atoom. De Deense natuurkundige Niels Bohr (1885-1962) was de eerste die de planetaire modelillustratie van het atoom conceptualiseerde. Het Bohr-model verdeelt het atoom in wezen in een elektronenwolk en een kern. De kern bevat de protonen en neutronen. De elektronenwolk is waar de elektronen te vinden zijn. Elektronen draaien rond de atoomkern in stabiele banen of schillen. Hoewel het Bohr-model in de loop der jaren talloze wijzigingen heeft ondergaan, wordt er nog steeds op de onderliggende principes vertrouwd bij het onderwijzen van de grondbeginselen van de atomaire structuur. Om deze reden wordt het Bohr-model gebruikt om te illustreren hoe een 3D-model van het natriumatoom kan worden ontworpen.
Verzamel de benodigde materialen. Deze omvatten kunstnijverheid katoenen ballen van verschillende tinten om de elektronen, protonen en neutronen te vertegenwoordigen. Protonen en neutronen zijn even groot, terwijl elektronen kleiner zijn dan zowel protonen als neutronen. Kies daarom ambachtelijke katoenen ballen van de juiste grootte om die maatverschillen te simuleren. Wat betreft de "schillen" van de elektronenwolk, ze kunnen met een schaar worden gesneden uit karton of dik posterboard. Zorg er ook voor dat u een touwtje bij de hand hebt. Gebruik touw om de elektronenschillen in concentrische cirkels te binden om banen rond de kern te simuleren. Lijm hecht de ambachtelijke katoenen ballen aan hun overeenkomstige regio's.
Zoek natrium op het periodiek systeem om het atoomnummer te bepalen. Het atoomnummer van een element geeft een indicatie van het aantal protonen en het aantal elektronen dat het heeft. Onthoud dat een stabiel, neutraal atoom evenveel elektronen heeft als protonen. Bijgevolg geeft het atoomnummer van natrium van 11 aan dat het een gelijk aantal van 11 protonen en 11 elektronen heeft.
Zoek het aantal neutronen dat natrium heeft, door eerst naar het atoomgewicht op het periodiek systeem te kijken. Natrium heeft het atoomgewicht van ongeveer 23. Dat betekent dat de kern 12 neutronen heeft, aangezien 23 min 11 protonen gelijk zijn aan 12 neutronen. Nu je het aantal protonen en neutronen hebt bepaald, kies je ervoor om een kern te maken van 11 geelgekleurde protonen en 12 groengekleurde neutronen, zoals afgebeeld op de foto.
Maak de elektronenschillen die de kern van het natriumatoom omringen. In de chemie en atoomfysica komen elektronenschillen overeen met de belangrijkste energieniveaus waar elektronen rond de atoomkern draaien. Bovendien is elk van deze schillen bezet door een vast aantal elektronen. De algemene vuistregel is dat de n-de schil maximaal 2 (n-kwadraat) elektronen kan bevatten. De eerste schil, de binnenste schil, bevat dus maximaal twee elektronen. Vervolgens bevat de tweede schil maximaal acht elektronen. Daarna volgt de derde schil, die maximaal 18 elektronen bevat. Omdat natrium 11 elektronen heeft, zal de eerste schil volledig worden ingenomen door twee elektronen. Daarna wordt de tweede schil volledig bezet door acht elektronen, waardoor de derde schil met slechts één elektron overblijft, zoals te zien is in de bijgevoegde afbeelding.