Περιεχόμενο
Το στοιχείο νάτριο είναι στην ομάδα αλκαλικών μετάλλων του περιοδικού πίνακα. Περιλαμβάνει περίπου το 2,8% της γήινης φλούδας. Στην εμφάνιση, το νάτριο είναι ένα μαλακό αργυρόλευκο μέταλλο. Η ατομική του φόρμουλα είναι Na. Η δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου του ατόμου νατρίου παρέχει μια διαδραστική πρακτική εμπειρία που είναι τόσο διορατική όσο και ενημερωτική.
Γενικές πληροφορίες
Τα τρισδιάστατα μοντέλα είναι ορατά αντίγραφα της εμφάνισης της ατομικής δομής ενός στοιχείου. Βασίζονται στο μοντέλο Bohr του ατόμου. Ο Δανός φυσικός Niels Bohr (1885-1962) ήταν ο πρώτος που εννοούσε την απεικόνιση του πλανητικού μοντέλου του ατόμου. Το μοντέλο Bohr ουσιαστικά διαιρεί το άτομο σε ένα νέφος ηλεκτρονίων και έναν πυρήνα. Ο πυρήνας περιέχει τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Το νέφος ηλεκτρονίων είναι όπου μπορούν να βρεθούν τα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον ατομικό πυρήνα σε σταθερές τροχιές ή κοχύλια. Ενώ το μοντέλο Bohr έχει υποστεί πολλές τροποποιήσεις με την πάροδο των χρόνων, οι βασικές του αρχές εξακολουθούν να βασίζονται στη διδασκαλία των θεμελιωδών στοιχείων της ατομικής δομής. Για το λόγο αυτό, το μοντέλο Bohr χρησιμοποιείται για να απεικονίσει πώς να σχεδιάσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο του ατόμου νατρίου.
Συμβουλές
Συγκεντρώστε τα απαραίτητα υλικά. Αυτές περιλαμβάνουν μπάλες από βαμβάκι τεχνών και χειροτεχνίας διαφορετικών αποχρώσεων για να αντιπροσωπεύουν τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι ίσα σε μέγεθος, ενώ τα ηλεκτρόνια είναι μικρότερα από τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Ως εκ τούτου, επιλέξτε κατάλληλα μεγέθους μπάλες από βαμβάκι για να προσομοιώσετε αυτές τις διαφορές μεγέθους. Όσο για τα "κοχύλια" του νέφους των ηλεκτρονίων, μπορούν να κοπούν, χρησιμοποιώντας ψαλίδια, από χαρτόνι ή παχύ χαρτόνι. Ομοίως, βεβαιωθείτε ότι έχετε χορδή στο χέρι. Χρησιμοποιήστε τη συμβολοσειρά για να συνδέσετε τα κοχύλια ηλεκτρονίων σε ομόκεντρους κύκλους για να προσομοιώσετε τις τροχιές γύρω από τον πυρήνα. Η κόλλα προσδίδει τις σφαίρες βαμβακερών τεχνών στις αντίστοιχες περιοχές τους.
Εντοπίστε το νάτριο στον περιοδικό πίνακα για να καθορίσετε τον ατομικό του αριθμό. Ο ατομικός αριθμός ενός στοιχείου θα υποδεικνύει τον αριθμό των πρωτονίων και τον αριθμό των ηλεκτρονίων που έχει. Θυμηθείτε ότι ένα σταθερό, ουδέτερο άτομο έχει ίσο αριθμό ηλεκτρόνων σε πρωτόνια. Κατά συνέπεια, ο ατομικός αριθμός του νατρίου 11 δείχνει ότι έχει ίσο αριθμό 11 πρωτονίων και 11 ηλεκτρονίων.
Βρείτε τον αριθμό των νετρονίων που έχει το νάτριο, εξετάζοντας πρώτα το ατομικό βάρος του στον περιοδικό πίνακα. Το νάτριο έχει το ατομικό βάρος περίπου 23. Αυτό σημαίνει ότι ο πυρήνας έχει 12 νετρόνια, αφού τα 23 μείον 11 πρωτόνια αντιστοιχούν σε 12 νετρόνια. Τώρα που έχετε καθορίσει τον αριθμό των πρωτονίων και των νετρονίων, επιλέξτε να δημιουργήσετε έναν πυρήνα 11 πρωτόνων κίτρινου χρώματος και 12 πράσινων νετρονίων, όπως απεικονίζεται στη φωτογραφία.
Κατασκευάστε τα κελύφη ηλεκτρονίων που περιβάλλουν τον πυρήνα του ατόμου νατρίου. Στη χημεία και την ατομική φυσική, τα ηλεκτρονικά κελύφη αντιστοιχούν στα κύρια επίπεδα ενέργειας όπου τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον ατομικό πυρήνα. Επιπλέον, κάθε ένα από αυτά τα όστρακα καταλαμβάνεται από σταθερό αριθμό ηλεκτρονίων. Ο γενικός κανόνας είναι ότι το n-κέλυφος μπορεί να χωρέσει έως και 2 (n-τετράγωνο) ηλεκτρόνια. Έτσι, το πρώτο κέλυφος, το οποίο είναι το εσώτατο κέλυφος, κρατάει το μέγιστο δύο ηλεκτρόνια. Στη συνέχεια, το δεύτερο κέλυφος διαθέτει μέγιστο οκτώ ηλεκτρόνια. Ακολουθεί το τρίτο κέλυφος, το οποίο κρατάει το μέγιστο 18 ηλεκτρόνια. Επειδή το νάτριο έχει 11 ηλεκτρόνια, το πρώτο του κέλυφος θα καταλαμβάνεται πλήρως από δύο ηλεκτρόνια. Αυτό ακολουθείται από το δεύτερο περίβλημα του που κατέχεται πλήρως από οκτώ ηλεκτρόνια, αφήνοντας έτσι το τρίτο του κέλυφος με μόνο ένα ηλεκτρόνιο, όπως φαίνεται στην εικόνα που παρέχεται.