Zoë Haghebaert
Ba1 FAR
Algemene chemie (Prof. dr. Wouter Herrebout)
Hoofdstuk 5: periodiciteit en de elektronische structuur van atomen
0.Inleiding
De grafiek van de atoomstraal laat zien dat het
niet voor niets een PERIODIEK systeem heet.
Beginnend van links bij het waterstofatoom
(atoomnr.1), stijgt de straal tot een maximum bij
atoomnr. 3 (lithium), daalt dan tot een minimum
en zal dan terug stijgen tot een maximum bij
atoomnr.11 (natrium). Alle maxima blijken te
liggen bij elementen uit groep 1A en alle minima
bij elementen van groep 7A.
De kleur die elementen
uitzenden als ze
opgewarmd zijn door
een vlam komt voort uit elektronen die tussen de verschillende
energieniveaus bewegen in een atoom. (gekleurde vlam)
Atomen zenden kenmerkende kleuren uit, omdat elk atoom zijn eigen
unieke energieniveaus heeft, ook wel elektronenstructuur genoemd. De
kleur beschrijft het gedrag/eigenschappen v/h metaal.
bv. vuurwerk: metaal wordt verbrand → geeft kleur
(verschillende kleuren door verschillende metalen). Een oxidator vermengd
met een keuze aan zouten is verantwoordelijk voor kleureffecten v/h
vuurwerk → door ontstaat knal/warmte (reactie)
1.Stralingsenergie en het elektromagnetisch spectrum
❖ Zichtbaar licht, infrarood straling, microgolven, radiogolven, X-stralen... zijn allemaal
verschillende vormen van elektromagnetische straling → zij bepalen het
elektromagnetisch spectrum
❖ Zoals oceaangolven heeft elektromagnetische straling volgende eigenschappen: frequentie,
golflengte en amplitude
Golflengte 𝝺: de afstand tussen opeenvolgende golfpieken (m, cm, nm…)
−1
Frequentie 𝞶: het aantal golfpieken dat een bepaald punt per tijdseenheid passeert (Hz, 𝑠 )
Amplitude 𝜜: is de hoogte vanuit het midden tot aan de golfpiek
De waarde van verplaatsing van alle elektromagnetische straling in vacuüm is een constante nl. de
8
lichtsnelheid: 𝝺 x 𝞶 = 𝙘 (= ± 3,00 .10 m/s)
→ frequentie en golflengte zij, omgekeerd evenredig
, Zoë Haghebaert
Ba1 FAR
2. Deeltjes-achtige eigenschappen van stralingsenergie
❖ Albert Einstein stelt (in 1905) een verklaring voor om een model voor de atoomstructuur te
ontwikkelen = foto-elektrisch effect (vb: nachtkijkers, gsm… )
❖ Als je een zuiver metaal bestraalt met licht, dan veroorzaakt dat elektronen die weggezonden
worden van het metaal.
❖ De frequentie van het licht, waarmee je het bestraalt moet boven een bepaalde threshold
value liggen, die verschillend is voor elk metaal.
→ bv. blauw licht (hogere frequentie) veroorzaakt bij natrium het wegzenden van elektronen,
maar rood licht (lagere frequentie) heeft geen effect op natrium.
Einstein nam aan lichtstraal zich gedraagt als een deeltje. Lichtstraal zou een stroom zijn van kleine
deeltjes nl. fotonen. Waarbij de energie verwant is met hun frequentie met een vergelijking →
Planck’s axioma: E = h.𝞶 = h.𝙘 / 𝝺
−34
h: constante van Planck = 6,626 x 10 J.s
→ de frequentie is rechtevenredig met de stralingsenergie:
Als de frequentie v/h foton dat het metaal raakt lager is dan de threshold value dan zal er geen
energie worden uitgezonden. Wanneer je erboven zit, dan zal er genoeg energie doorgegeven zijn
van foton naar elektron om de aantrekkingskrachten te overwinnen en zo het elektron weg te zenden.
❖ De hoeveelheid energie die nodig is om een elektron weg te sturen is the work function (Φ)
van een metaal. Deze is het laagst voor de elementen van groep 1A en 2A. (deze elementen
houden hun elektronen minder stevig vast waardoor ze sneller zullen loskomen)
❖ MERK OP dat de energie van een enkel foton enkel afhangt van zijn frequentie en niet van
de lichtintensiteit. De lichtintensiteit is een maat voor het aantal fotonen en de frequentie is
een maat voor de energie van die fotonen.
→ Bv: een straal met lage intensiteit met fotonen met veel energie kunnen gemakkelijk een aantal
elektronen losmaken van een metaal, terwijl een straal met hoge lichtintensiteit met fotonen met lage
energie geen enkel elektron zal kunnen losmaken.
foton: energiedrager → arbeid nodig om elektron los te maken → behoud van energie
Licht is een deeltje
Tweespletenexperiment van Young :
❖ Op een plaat met twee spleten in, worden lichtstralen op bestraald. Aan de andere kant zie
je dan een interferentiepatroon van lichte en donkere plekken.
→ dit kan verklaard worden als men licht beschouwt als een golf dat diffractie ondervindt bij de
spleten.
Ba1 FAR
Algemene chemie (Prof. dr. Wouter Herrebout)
Hoofdstuk 5: periodiciteit en de elektronische structuur van atomen
0.Inleiding
De grafiek van de atoomstraal laat zien dat het
niet voor niets een PERIODIEK systeem heet.
Beginnend van links bij het waterstofatoom
(atoomnr.1), stijgt de straal tot een maximum bij
atoomnr. 3 (lithium), daalt dan tot een minimum
en zal dan terug stijgen tot een maximum bij
atoomnr.11 (natrium). Alle maxima blijken te
liggen bij elementen uit groep 1A en alle minima
bij elementen van groep 7A.
De kleur die elementen
uitzenden als ze
opgewarmd zijn door
een vlam komt voort uit elektronen die tussen de verschillende
energieniveaus bewegen in een atoom. (gekleurde vlam)
Atomen zenden kenmerkende kleuren uit, omdat elk atoom zijn eigen
unieke energieniveaus heeft, ook wel elektronenstructuur genoemd. De
kleur beschrijft het gedrag/eigenschappen v/h metaal.
bv. vuurwerk: metaal wordt verbrand → geeft kleur
(verschillende kleuren door verschillende metalen). Een oxidator vermengd
met een keuze aan zouten is verantwoordelijk voor kleureffecten v/h
vuurwerk → door ontstaat knal/warmte (reactie)
1.Stralingsenergie en het elektromagnetisch spectrum
❖ Zichtbaar licht, infrarood straling, microgolven, radiogolven, X-stralen... zijn allemaal
verschillende vormen van elektromagnetische straling → zij bepalen het
elektromagnetisch spectrum
❖ Zoals oceaangolven heeft elektromagnetische straling volgende eigenschappen: frequentie,
golflengte en amplitude
Golflengte 𝝺: de afstand tussen opeenvolgende golfpieken (m, cm, nm…)
−1
Frequentie 𝞶: het aantal golfpieken dat een bepaald punt per tijdseenheid passeert (Hz, 𝑠 )
Amplitude 𝜜: is de hoogte vanuit het midden tot aan de golfpiek
De waarde van verplaatsing van alle elektromagnetische straling in vacuüm is een constante nl. de
8
lichtsnelheid: 𝝺 x 𝞶 = 𝙘 (= ± 3,00 .10 m/s)
→ frequentie en golflengte zij, omgekeerd evenredig
, Zoë Haghebaert
Ba1 FAR
2. Deeltjes-achtige eigenschappen van stralingsenergie
❖ Albert Einstein stelt (in 1905) een verklaring voor om een model voor de atoomstructuur te
ontwikkelen = foto-elektrisch effect (vb: nachtkijkers, gsm… )
❖ Als je een zuiver metaal bestraalt met licht, dan veroorzaakt dat elektronen die weggezonden
worden van het metaal.
❖ De frequentie van het licht, waarmee je het bestraalt moet boven een bepaalde threshold
value liggen, die verschillend is voor elk metaal.
→ bv. blauw licht (hogere frequentie) veroorzaakt bij natrium het wegzenden van elektronen,
maar rood licht (lagere frequentie) heeft geen effect op natrium.
Einstein nam aan lichtstraal zich gedraagt als een deeltje. Lichtstraal zou een stroom zijn van kleine
deeltjes nl. fotonen. Waarbij de energie verwant is met hun frequentie met een vergelijking →
Planck’s axioma: E = h.𝞶 = h.𝙘 / 𝝺
−34
h: constante van Planck = 6,626 x 10 J.s
→ de frequentie is rechtevenredig met de stralingsenergie:
Als de frequentie v/h foton dat het metaal raakt lager is dan de threshold value dan zal er geen
energie worden uitgezonden. Wanneer je erboven zit, dan zal er genoeg energie doorgegeven zijn
van foton naar elektron om de aantrekkingskrachten te overwinnen en zo het elektron weg te zenden.
❖ De hoeveelheid energie die nodig is om een elektron weg te sturen is the work function (Φ)
van een metaal. Deze is het laagst voor de elementen van groep 1A en 2A. (deze elementen
houden hun elektronen minder stevig vast waardoor ze sneller zullen loskomen)
❖ MERK OP dat de energie van een enkel foton enkel afhangt van zijn frequentie en niet van
de lichtintensiteit. De lichtintensiteit is een maat voor het aantal fotonen en de frequentie is
een maat voor de energie van die fotonen.
→ Bv: een straal met lage intensiteit met fotonen met veel energie kunnen gemakkelijk een aantal
elektronen losmaken van een metaal, terwijl een straal met hoge lichtintensiteit met fotonen met lage
energie geen enkel elektron zal kunnen losmaken.
foton: energiedrager → arbeid nodig om elektron los te maken → behoud van energie
Licht is een deeltje
Tweespletenexperiment van Young :
❖ Op een plaat met twee spleten in, worden lichtstralen op bestraald. Aan de andere kant zie
je dan een interferentiepatroon van lichte en donkere plekken.
→ dit kan verklaard worden als men licht beschouwt als een golf dat diffractie ondervindt bij de
spleten.
