H10. Atoomstructuur en periodieke eigenschappen
1. Atoombouw (herhaling)
Atomen:
▪ Bestaan uit positieve kernen + negatieve elektronen
▪ Bevat protonen, neutronen en elektronen
➔ De protonen + neutronen zitten in de kern van het atoom, het zijn
kerndeeltjes/nucleonen
➔ De elektronen zweven rond de kern (elektronenwolk)
▪ Elk afzonderlijk atoom is elektrisch neutraal want het aantal protonen is gelijk aan het aantal
elektronen
Een atoomkern is positief geladen want het bevat nucleonen (protonen (+) en neutronen (0))
Een elektronenwolk is negatief geladen want het bevat elektronen (-)
➔ Protonen, neutronen en elektronen vormen de elemenaire deeltjes van een atoom
Het massagetal (A) = het aantal protonen + het aantal neutronen
Het atoomnummer (Z) = het aantal protonen = het aantal elektronen
Het symbool
➔ DUS: het aantal neutronen = A – Z
2. Isotopen
Isotopen = atomen van hetzelfde chemische element, en dus met hetzelfde aantal protonen maar
met een verschillend aantal neutronen in de atoomkern
Waterstof en haar isotopen:
of protium (Stabiel) (Onstabiel)
Radionucliden of radioactieve nucliden = nucliden (isotopen van elementen) met een
onstabiele atoomkern die door radioactief verval overgaan in andere elementen of andere isotopen
van hetzelfde element die al dan niet stabiel zijn
➔ Bv. tritium:
- Er is een overmaat aan neutronen waardoor de kern onstabiel wordt → de kern zal
uiteenvallen
- Gaat terug naar een stabiele toestand door het uitstralen van β-stralen
→ Deze β-stralen zijn bij tritium lage energetische stralen, ze kunnen niet door de
menselijke huid dringen (+ zijn daardoor moeilijk detecteerbaar) en ze hebben een
halfwaardetijd van 12,32 jaar
, - Is een natuurlijke isotoop van water
- Kan ontstaat door interactie van kosmische straling (afkomstig uit heelal tussen
hemellichamen) met deuterium kernen in de waterdamp/atmosfeer
→ Kan ook in kernreactoren gevormd worden
- Bij kernfusie (= het samensmelten van atoomkernen):
Deuterium + tritium → 4He + neutron + energie
- Toepassingen:
➢ Militair → bv. in atoomwapens
➢ Om materiaal op te lichten → bv. de wijzers van een klok
Hoe ontstaat radioactiviteit?
➔ Wanneer een isotoop te veel of te weinig neutronen heeft, zal het onstabiel zijn
→ Er is dus een onstabiele combinatie/samenstelling van de atoomkernen
➔ Het element zal na enige tijd terug gaan vervallen om terug een stabiele toestand te bereiken
➔ Wanneer het element vervalt, zendt het ioniserende stralen uit
→ De straling kan van 3 soorten zijn:
1. Alfastraling → straling afkomstig van heliumkernen (bestaan uit
2 protonen + 2 neutronen) → kan gestopt worden door papier
2. Bètastraling → kan gestopt worden door aluminium
3. Gammastraling → kan deels gestopt worden door lood
De halveringstijd:
▪ = Een maat voor de snelheid waarmee radioactieve isotopen vervallen tot stabiele atomen
▪ = De tijd waarin de helft van de radioactieve atomen verdwijnen
→ Hoe langer de halfwaardetijd, hoe trager het isotoop vervalt tot zijn stabiele toestand
▪ Is een karakteristiek voor elk radionuclide
→ Bv. 131I heeft steeds een halfwaardetijd van 8 dagen
▪ Kan erg kort zijn (seconden) maar ook erg lang (miljoenen jaren)
Radioactiviteit/stralingsintensiteit kan op verschillende manieren uitgedrukt worden:
1) Geabsorbeerde dosis
- = De geabsorbeerde energie per kilogram materiaal
- Grootheid: D
- Eenheid: Gray of Gy → 1 Gy = 1 J/kg
2) Acitiviteit
- = Het aantal kernomzettingen per seconde
- Grootheid: A
- Eenheid: Becquerel of Bq → 1 Bq = 1 kernomzetting
3) Dosisequivalent
- = De geabsorbeerde energie per kilogram rekening houdend met de aard van de
straling
- Eenheid: Sievert of Sv → 1 Sv = 1 J/kg
4) Curie = het aantal kernomzettingen per seconde → 1 curie = 3,7 . 107 Bq
1. Atoombouw (herhaling)
Atomen:
▪ Bestaan uit positieve kernen + negatieve elektronen
▪ Bevat protonen, neutronen en elektronen
➔ De protonen + neutronen zitten in de kern van het atoom, het zijn
kerndeeltjes/nucleonen
➔ De elektronen zweven rond de kern (elektronenwolk)
▪ Elk afzonderlijk atoom is elektrisch neutraal want het aantal protonen is gelijk aan het aantal
elektronen
Een atoomkern is positief geladen want het bevat nucleonen (protonen (+) en neutronen (0))
Een elektronenwolk is negatief geladen want het bevat elektronen (-)
➔ Protonen, neutronen en elektronen vormen de elemenaire deeltjes van een atoom
Het massagetal (A) = het aantal protonen + het aantal neutronen
Het atoomnummer (Z) = het aantal protonen = het aantal elektronen
Het symbool
➔ DUS: het aantal neutronen = A – Z
2. Isotopen
Isotopen = atomen van hetzelfde chemische element, en dus met hetzelfde aantal protonen maar
met een verschillend aantal neutronen in de atoomkern
Waterstof en haar isotopen:
of protium (Stabiel) (Onstabiel)
Radionucliden of radioactieve nucliden = nucliden (isotopen van elementen) met een
onstabiele atoomkern die door radioactief verval overgaan in andere elementen of andere isotopen
van hetzelfde element die al dan niet stabiel zijn
➔ Bv. tritium:
- Er is een overmaat aan neutronen waardoor de kern onstabiel wordt → de kern zal
uiteenvallen
- Gaat terug naar een stabiele toestand door het uitstralen van β-stralen
→ Deze β-stralen zijn bij tritium lage energetische stralen, ze kunnen niet door de
menselijke huid dringen (+ zijn daardoor moeilijk detecteerbaar) en ze hebben een
halfwaardetijd van 12,32 jaar
, - Is een natuurlijke isotoop van water
- Kan ontstaat door interactie van kosmische straling (afkomstig uit heelal tussen
hemellichamen) met deuterium kernen in de waterdamp/atmosfeer
→ Kan ook in kernreactoren gevormd worden
- Bij kernfusie (= het samensmelten van atoomkernen):
Deuterium + tritium → 4He + neutron + energie
- Toepassingen:
➢ Militair → bv. in atoomwapens
➢ Om materiaal op te lichten → bv. de wijzers van een klok
Hoe ontstaat radioactiviteit?
➔ Wanneer een isotoop te veel of te weinig neutronen heeft, zal het onstabiel zijn
→ Er is dus een onstabiele combinatie/samenstelling van de atoomkernen
➔ Het element zal na enige tijd terug gaan vervallen om terug een stabiele toestand te bereiken
➔ Wanneer het element vervalt, zendt het ioniserende stralen uit
→ De straling kan van 3 soorten zijn:
1. Alfastraling → straling afkomstig van heliumkernen (bestaan uit
2 protonen + 2 neutronen) → kan gestopt worden door papier
2. Bètastraling → kan gestopt worden door aluminium
3. Gammastraling → kan deels gestopt worden door lood
De halveringstijd:
▪ = Een maat voor de snelheid waarmee radioactieve isotopen vervallen tot stabiele atomen
▪ = De tijd waarin de helft van de radioactieve atomen verdwijnen
→ Hoe langer de halfwaardetijd, hoe trager het isotoop vervalt tot zijn stabiele toestand
▪ Is een karakteristiek voor elk radionuclide
→ Bv. 131I heeft steeds een halfwaardetijd van 8 dagen
▪ Kan erg kort zijn (seconden) maar ook erg lang (miljoenen jaren)
Radioactiviteit/stralingsintensiteit kan op verschillende manieren uitgedrukt worden:
1) Geabsorbeerde dosis
- = De geabsorbeerde energie per kilogram materiaal
- Grootheid: D
- Eenheid: Gray of Gy → 1 Gy = 1 J/kg
2) Acitiviteit
- = Het aantal kernomzettingen per seconde
- Grootheid: A
- Eenheid: Becquerel of Bq → 1 Bq = 1 kernomzetting
3) Dosisequivalent
- = De geabsorbeerde energie per kilogram rekening houdend met de aard van de
straling
- Eenheid: Sievert of Sv → 1 Sv = 1 J/kg
4) Curie = het aantal kernomzettingen per seconde → 1 curie = 3,7 . 107 Bq
