WINAK

Ik was naar een documentaire aan het zien op de BBC en ineens kwam het in me op: de kern van atomen bestaat uit protonen en de buitenkant uit evenveel elektronen. Aangezien tegengestelde ladingen elkaar aantrekken, waarom zitten de elektronen dan zo ver van de kern? Waarom blijven de protonen in de kern bij elkaar en schieten ze niet weg uit elkaar, weg van de kern?

Iemand die het weet of mij in de juiste richting kan wijzen?

Eventjes in het kort:

-de kern: bestaat uit neutronen en protonen, de protonen stoten elkaar inderdaad af, maar in de kern zijn er ook kernkrachten veel sterker dan die afstotingskrachten (coulombkracht) aanwezig. De kernkrachten nemen wel sterk af met de afstand dus hoe groter de kern, hoe minder stabiel (denk aan uranium).

-rond de kern: elektronen in een soort van wolk, deze willen naar de protonen in de kern maar hoe dichter ze erbij komen, hoe meer repulsie ze van elkaar ondervinden... Dus bevinden ze zich in een soort 'evenwicht'.
Een soort uitzondering is het waterstofatoom: dit heeft maar één elektron en de reden waarom dit niet op de kern valt is niet op één twee drie uit te leggen met behulp van krachten. Volgens de kwantummechanica is er effectief een kans dat het elektron op de kern valt.

wat moet ik me dan bij die kernkrachten voorstellen? Een soort zwaartekracht?

Robbe wrote:wat moet ik me dan bij die kernkrachten voorstellen? Een soort zwaartekracht?

Ik gok op Cohesiekracht. ( Waarschijnlijk ben ik fout... )

Kernkrachten houden de kern bij elkaar. Er zijn sterke en zwakke kernkrachten. Om je toch een beeld te geven van wat deze krachten voorstellen: de kracht die ogenblikkelijk vrijkomt bij een kernexplosie (zoals die van Tsjernobil, Hiroshima, Nagasaki) zijn de sterke krachten. De zwakke kernkrachten zijn bvb de jaren nadien nog te meten straling, maar ik twijfel op dit moment wat aan de correctheid van wat ik hier verkondig over die zwakke krachten

Weet het niet zeker maar ik dacht dat het feit dat een electron niet op de kern botst ook iets te maken had met het feit dat die zoveel kinetische energie heeft en zodanig constant wilt 'ontsnappen', maar dat de coulombkrachten tussen electron en proton die in zijn baan houden. (beetje gelijk het principe van een sateliet maar dan met ladingen i.d.p.v. massa's).

En de sterke kernkracht is simple gezegd een resultaat van het continu uitwisselen van krachtdragende deeltjes (gluonen, glue=lijm) tussen verschillende quarks waar o.a. protonen en neutronen uit opgebouwd zijn.
Niet neemt wel heel sterk af met de straal waardoor die enkel in de kern actief is en en te verwaarlozen daarbuiten, waar o.a. electronen zitten (die ook uit quarks bestaan als ik mij niet vergis).


... of iets in dienen aard.

Voor mij is dit een bevredigend antwoord, maar laat dat jullie niet tegenhouden om verder te discussieren. Bedankt Anne! (en Jan en Quinten)

Volgens mij is een elektron een elementair deeltje, en dus ondeelbaar.

Ok, heb het eens gewikipedia'd (of hoe ge dat ook schrijft) en ge hebt gelijk. En ik al die tijd maar in de illusie leven dat dat nog een inwendige structuur had. Verklaard mss waarom ik er op zo weinig vakken door ben dit semester.

"waarom zitten de elektronen dan zo ver van de kern?"

Rond een kern zitten elektronen en niet zomaar random.
Naargelang de hoeveelheid energie die ze bevatten zitten ze dichter of zijn ze verder van de kern gelokaliseerd, en dit op schillen. Schillen of energieniveau's.

Simpel formuleke voor het berekenen van energie...
E = -R/n²
Met R de straal of afstand en n hoofdkwantumgetal.
(toenemende n wordt E groter en energieniveau's dichter bijeen [zie verdere tekst])


De e- zitten die ver van de kern? Dat is denk ik eerder relatief...
De elektronen met een hoge energie, of de 1s schil zit zeer dicht bij de schil, tussen de eerste en 2e schil is er een grote afstand en ga je naar de volgende schillen kijken zie je dat deze steeds kleinder wordt. Energieverschil tussen schil dichtste bij en verste af is vrij groot.. vb waterstofatoom is bij degrondtoestand (op 1s) er een energie van 2.18 * 10^-18 J. Energie op de laatste schil (oneindig en zuiver theoretisch) is 0J.

Daarbij...voor elektronen op de grondtoestand is de E = -R, de kern en e- hebben namelijk een tegengesteld teken.

klein beetje basis..

Mr Gold wrote:De elektronen met een hoge energie, of de 1s schil zit zeer dicht bij de schil...

Aangezien zowat alles ernaar streeft een zo laag mogelijke potentiele E te hebben, en de 1s-schil het dichtst bij de kern de laagst mogelijke E voorstelt, zullen de elektronen dan ook deze schil prefereren. Waarom dan niet alle e- zich op deze schil met laagste energie bevinden wordt verklaard door het Pauli exclusieprincipe: in een atoom kunnen geen twee e- dezelfde 4 kwantumgetallen hebben.

Klein beetje basis...

Als wat jij zegt juist is...
Dan zouden we met klein beetje energie de elektronen kunnen halen die dichts bij de kern zitten.

In realiteit moet je daar vrij veel energie voor toevoegen. En de valentie elektronnen die meestal zo op de buitenste schil zitten kun je met veel gemakkelijker naar een hogere schil of van atoom wegbrengen.

Wat jij zegt is misschien wel basis, maar der is meer van toepassing dan enkel en alleen potentiele energie.

Mr Gold, je beaamt het punt van Jan, hoor!

Die elektronen het dichtst bij de schil bezitten het minste energie, vandaar dat je er het meeste aan moet toevoegen om ze er weg van te krijgen.

Ja dat zeg ik ook , maar ik voeg eraan toe dat er nog naast de potentiele energie er nog iets is.

Je moet de aantrekking van de elektron door de kern overwinnen, daarmee dat je er de meeste energie moet toevoegen.

Ok, laat ik een eind maken aan de verwarring

Lex, de e- op de 1s-schil bezitten de minste potentiele energie, daarom was jou formulering "De elektronen met een hoge energie, of de 1s schil zit zeer dicht bij de kern..." foutief. Om de coulombkracht tussen elektron en kern te overwinnen heb je inderdaad meer energie nodig naarmate het elektron zich dichter bij de kern bevindt, daarin heb je zeker gelijk. Maar dat is geen energie die het e- bezit, die energie moet je aan het e- toevoegen om het verwijderd te krijgen van de kern. Zodoende bezitten elektronen in de 1s-schil de laagste energie