Jak zbudować model atomu wapnia?

Atom jest najmniejszą jednostką materii, która zachowuje właściwości większej całości. Nie jest niepodzielna, ale kawałki atomów, zwłaszcza „kawałki” składników jądrowych zwane kwarki, są naprawdę dobre tylko do tworzenia atomów. Różne rodzaje atomów nazywane są pierwiastkami, z których znanych jest blisko 120 (92 z nich występujących naturalnie).

Większość materii składa się z wielu rodzajów atomów, ułożonych w grupy po dwa lub więcej i mających określone wzory; dwa lub więcej atomów połączonych chemicznie tworzy cząsteczkę. Na przykład cząsteczka wody ma wzór H₂O, co oznacza, że ​​składa się z pierwiastków wodoru (H) i tlenu (O) w stosunku atomowym lub molowym 2 do 1.

Wapń jest dobrze znanym pierwiastkiem, niezbędnym dla dobrego zdrowia kości i innych funkcji w organizmie człowieka. Atom wapnia nie jest ani małym, ani szczególnie kłopotliwym atomem, co czyni go dobrym kandydatem za zbudowanie projektu trójwymiarowego modelu atomu w celu zilustrowania najważniejszych punktów tego Struktura.

Atomy składają się z równej liczby protony i elektrony w stanie podstawowym (niezjonizowanym), w liczbie od 1 do 118 od 2020 roku. Liczba protonów, liczba atomowa, definiuje pierwiastek. Wszystkie pierwiastki oprócz wodoru mają również jeden lub więcej neutrony; protony i neutrony mają mniej więcej taką samą masę (rzędu 10⁻²⁷kg), podczas gdy elektrony są prawie 2000 razy mniejsze.

Liczba protonów i neutronów jest mniej więcej taka sama, chociaż w miarę przesuwania się w górę układu okresowego pierwiastków, neutrony zaczynają wyraźnie przewyższać liczebnie protony w większości atomów. Warianty pierwiastków różniących się tylko liczbą neutronów nazywa się izotopy.

Ujemnie naładowane elektrony zajmują przestrzenie daleko, daleko od protonu, przynajmniej w skali atomu, czyli tylko około 1 × 10⁻¹⁰ m w poprzek. Te znajdują się w poziomy energii lub powłoki, które dla wielu atomów obejmują podpowłoki. Podpowłoki z kolei zawierają orbitale, z których każdy może pomieścić do dwóch elektronów.

Każdy wiersz układu okresowego pierwiastków reprezentuje powłokę, przy czym liczba elektronów, które powłoka może pomieścić, wynosi dwa, osiem, osiem i 18 w pierwszych czterech rzędach układu okresowego.

Z układu okresowego możesz zobaczyć, że wapń ma liczbę atomową 20 i an masa atomowa 40,78 daltonów. Oznacza to, że najbardziej stabilny izotop pierwiastka ma 20 neutronów (40-20). Możesz wybrać zielone kulki, które reprezentują protony i podobnej wielkości pomarańczowe kulki, które reprezentują neutrony, oraz mniejsze żółte kulki lub kulki, które reprezentują elektrony.

Możesz ułożyć swoje „protony” i „neutrony” w kuliste jądro, być może sklejając je ze sobą, a następnie zdecydować, jak ułożyć elektrony.

Z tabeli widać, że wapń ma dwa elektrony w pierwszej powłoce (oba w tak zwanej podpowłoce 1s), osiem w drugiej powłoce (2 w podpowłoce 2s, 6 w podpowłoce 2p), osiem w trzeciej powłoce (2 w podpowłoce 3s, 3 w podpowłoce 3p) i dwa w czwartej powłoce muszla. Są to walencyjne lub chemicznie reaktywne elektrony.

Zapoznaj się z różnymi odnośnikami online, aby zobaczyć, jak podpowłoki elektronów są przedstawiane w przestrzeni 3D. Możesz narysować diagram atomu wapnia, który będzie towarzyszył Twojemu modelowi, aby uwzględnić wszelkie informacje, które trudno będzie przedstawić wizualnie.

Model atomu neonu mógłby przybliżyć widzom koncepcję gazów szlachetnych i pełnych powłok walencyjnych, m.in przykład, lub model atomu sodu może służyć jako reprezentatywny prosty metal, który wiąże się z halogenami, takimi jak chlor.