Atoom
Inleiding
|
 John Dalton (1766 – 1844)
Ik woonde mijn hele leven in Engeland. Mijn theorie, de ‘atoomtheorie’ is het fundament van de scheikunde.
Mijn ouders waren arm en konden mij niet lang onderhouden. Omdat ze de school niet konden betalen richtte ik als kind zelf een school op, waar ik leeftijdgenootjes lesgaf toen ik twaalf was. Ik was erg in het weer geïnteresseerd en hield dagelijks in een dagboek bij welk weer het was. Door mijn interesse in weersomstandigheden deed ik onderzoek naar hoe gassen zich gedragen als ze verwarmd worden. Mogelijk bracht dit onderzoek mij op het idee dat alles uit atomen bestaat.
In mijn belangrijkste werk, A new system of chemical philosophy (1808), ga ik uit van het volgende:
- Alle materie is samengesteld uit kleine, ondeelbare deeltjes die atomen genoemd worden.
- Alle atomen van een gegeven element zijn identiek in grootte, massa en andere eigenschappen. Atomen van een ander element hebben een andere grootte, massa en andere eigenschappen.
- Verschillende chemische elementen bestaan uit verschillende atoomsoorten. Iedere atoomsoort bezit een karakteristieke massa.
- Atomen zijn onverwoestbaar en kunnen niet ontstaan of vernietigd worden.
- In chemische reacties worden atomen gecombineerd, gescheiden of gehergroepeerd.
Wat bijzonder is, is dat ik met een voorstel kwam om te bepalen hoeveel atomen van elk element nodig zijn om een bepaald samengesteld atoom te vormen (een molecuul). Dit leidde tot veel vervolgonderzoek van andere wetenschappers en al snel werd er veel chemische kennis opgebouwd.
|
Wat ga je leren?
Leerdoelen
Aan het eind van de opdracht kun je:
- beschrijven dat een molecuul het kleinste deeltje is dat nog de eigenschappen van een stof heeft en is opgebouwd uit atomen.
- een zuivere stof en een mengsel op deeltjesniveau beschrijven met een tekening.
- de verschillende fasen van stoffen op deeltjesniveau beschrijven met een tekening.
Wat ga je doen?
Activiteiten
|
Aan de slag
|
|
|
Activiteit
|
|
Waarnemen
|
|
Je kijkt of je een tekst over de bouwstenen van materie begrijpt.
|
|
Verklaren
|
|
Je verklaart de theorie van Dalton door een aantal tekeningen te maken.
|
|
Theorie
|
|
Je bestudeert de theorie over moleculen en atomen.
|
|
Verwerken
|
|
Je beantwoordt de verwerkingsvragen.
|
|
Terugkijken
|
|
Je kijkt terug op de opdracht.
|
Tijd
Voor deze opdracht staat 2 à 3 uur.
Aan de slag
Stap 1: Waarnemen
Je gaat een stuk lezen van het boek “A New System of Chemical Philosophy” van John Dalton. De tekst is vanuit het Engels in het Nederlands vertaald en enigszins vereenvoudigd.
Achtergrond:
Deze wetenschapper (John Dalton) is geïnteresseerd in de bouwstoffen van de materie. Waaruit is alles gemaakt? Stel dat je een suikerklontje halveert. En weer. En weer. Kun je daar eindeloos mee door kunnen gaan? Of stuit je op een gegeven moment op een ‘ondeelbaar’ onderdeel?
Dalton denkt dat je op een gegeven moment op een ‘ondeelbaar’ onderdeel stuit.
De bron van de tekst van Dalton: web.lemoyne.edu (het gaat om een deel van de tekst van CHAP. III. On Chemical Synthesis)
|
In een gas zijn de deeltjes door een veel grotere afstand van elkaar gescheiden dan in de vloeibare of vaste fase. …. Als we proberen te bevatten uit hoeveel deeltjes een stof bestaat, is het alsof je probeert te bevatten uit hoeveel sterren het universum bestaat; we worden overwelmd door de gedachte. Als we echter een bepaald volume van een gas nemen, zijn we ervan overtuigd dat, het aantal deeltjes eindig moet zijn; net zoals in een bepaalde ruimte van het universum, het aantal sterren en planeten niet oneindig kan zijn.
Chemische analyse en synthese beperken zich tot het scheiding van deeltjes van elkaar en tot hun hereniging. Met scheikunde kunnen geen nieuwe materie gemaakt of vernietigd worden. We kunnen net zo goed proberen een nieuwe planeet in het zonnestelsel te introduceren, of om een reeds bestaande te vernietigen, als om een deeltje waterstof te creëren of te vernietigen. Alle veranderingen die we kunnen produceren, bestaan uit het scheiden van deeltjes die zich in een staat van cohesie of combinatie bevinden en die het verbinden van deeltjes die voorheen op afstand waren.
|
Geef de tekst van Dalton in eigen woorden weer. Besteed er ongeveer een kwart A4’tje aan.
Gebruik hiervoor je logboek.
Stap 2: Verklaren
Ga ervan uit dat de theorie van Dalton klopt.
- Open je logboek.
- Ga naar de pagina Atoom: Verklaren - John Dalton.
- Maak de gevraagde tekeningen.
- Bespreek de tekeningen met je buurman/buurvrouw.
- Pas je tekeningen eventueel aan.
Overleg met je docent over de beoordeling.
Stap 3: Theorie
De bouwstenen van stoffen zijn moleculen. Moleculen kunnen bestaan uit één of meerdere atomen. Moleculen zijn dus de kleinste bouwstenen die de eigenschappen van een stof bepalen.
De bouwstenen van diamant is koolstof. Diamant bestaat uit een rooster van koolstof-atomen. De bouwsteen van suiker is een molecuul van koolstof, waterstof en zuurstof-atomen. En ook de bouwstenen van het leven, ons DNA, bestaat uit moleculen.
Stoffen kunnen voorkomen als zuivere stof of als mengsel.
Zo bestaat elk molecuul van de zuivere stof water uit één atoom zuurstof en twee atomen waterstof.
Lucht is een mengsel en bestaat o.a. uit zuurstof en stikstof. Zuurstof is een zuivere stof en elk molecuul bestaat uit twee atomen zuurstof. Stikstof is ook een zuivere stof en elk molecuul bestaat uit twee atomen stikstof.
Er zijn zo’n honderd verschillende soorten atomen. Met deze honderd atomen kun je veel verschillende moleculen maken, net zoals je met de 26 letters van ons alfabet veel verschillende woorden kunt vormen. In het periodiek systeem worden alle ontdekte atomen vermeld.
De meeste stoffen kunnen zowel voorkomen als vaste stof, als vloeistof en als gas.
In welke fase een stof voorkomt, is afhankelijk van de afstand tussen de moleculen en snelheid waarmee de moleculen bewegen. Als een stof warmer wordt, bewegen de moleculen steeds sneller.
Vaste stoffen
In vaste stoffen zitten de moleculen dicht op elkaar geplakt. De moleculen kunnen uitsluitend op hun plaats trillen.
Vloeibare stoffen
In vloeistoffen zitten de moleculen iets minder dicht op elkaar en kunnen ze langs elkaar heen bewegen.
Gassen
In gassen bewegen de moleculen op grote afstand van elkaar.
Stap 4: Verwerken
Stap 5: Terugkijken
Kan ik wat ik moet kunnen?
- Lees de leerdoelen van deze opdracht nog eens door.
Kun je wat je moet kunnen?
Hoe ging het?
- Tijd
Voor de opdracht staat 2 à 3 uur. Klopte dat ongeveer?
- Waarnemen en verklaren
Lukte het om de tekst in eigen woorden wer te geven?
Heb je de tekening gemaakt en besproken met een klasgenoot?
- Theorie
Kon je na het bestuderen van de theorie de tekst bij waarnemen nog beter plaatsen?
- Verwerken
Ging het beantwoorden van de vragen goed?
Moest je af en toe nog spieken bij de theorie?
