Hoe bepaal en rangschik je de ladingen van subatomaire deeltjes en ionen?

Om de ladingen van subatomaire deeltjes en ionen te bepalen en te rangschikken, volg je een systematische aanpak waarbij je de elementaire lading $e$ als eenheid gebruikt.

Algemene stappen voor het bepalen van de lading:

1. Identificeer het deeltje: Bepaal of het een atoom, een ion, of een subatomair deeltje (zoals een proton, neutron of elektron) is.
2. Bepaal de samenstelling:
   • Zoek het atoomnummer (Z) op in Binas tabel 25 (periodiek systeem) om het aantal protonen te vinden. Een proton heeft een lading van $+1e$.
   • Bepaal het aantal elektronen. Een elektron heeft een lading van $-1e$.
     • Voor een neutraal atoom geldt: aantal protonen = aantal elektronen.
     • Voor een positief ion (kation) geldt: aantal elektronen = aantal protonen - ionlading.
     • Voor een negatief ion (anion) geldt: aantal elektronen = aantal protonen + ionlading.
   • Neutronen hebben geen lading ($0e$) en tellen niet mee voor de totale lading.
3. Bereken de totale lading: De totale lading van het deeltje is de som van de ladingen van alle protonen en elektronen: Totale lading = (aantal protonen $\times +1e$) + (aantal elektronen $\times -1e$)

Voorbeelden van deeltjes en hun ladingen:

Hieronder zie je voorbeelden van deeltjes en hoe hun lading wordt bepaald:

• A. een proton:
  • Een proton is een subatomair deeltje met een lading van $+1e$.
• B. een chloorkern:
  • Chloor (Cl) heeft atoomnummer 17, dus de kern bevat 17 protonen. Een kern bevat geen elektronen.
  • Lading: $17 \times (+1e) = +17e$.
• C. een S$^{2-}$-ion:
  • Zwavel (S) heeft atoomnummer 16, dus 16 protonen. De $2-$ betekent dat het ion 2 extra elektronen heeft vergeleken met een neutraal atoom, dus $16 + 2 = 18$ elektronen.
  • Lading: $(16 \times +1e) + (18 \times -1e) = +16e - 18e = -2e$.
• D. de elektronenwolk van een natriumatoom:
  • Natrium (Na) heeft atoomnummer 11. Een neutraal natriumatoom heeft 11 elektronen. De elektronenwolk bestaat uit deze 11 elektronen.
  • Lading: $11 \times (-1e) = -11e$.
• E. een neutron:
  • Een neutron is een subatomair deeltje zonder lading.
  • Lading: $0e$.
• F. een Li$^{+}$-ion:
  • Lithium (Li) heeft atoomnummer 3, dus 3 protonen. De $1+$ betekent dat het ion 1 elektron minder heeft dan een neutraal atoom, dus $3 - 1 = 2$ elektronen.
  • Lading: $(3 \times +1e) + (2 \times -1e) = +3e - 2e = +1e$.
• G. een elektron:
  • Een elektron is een subatomair deeltje met een lading van $-1e$.
• H. een Fe$^{3+}$-ion:
  • IJzer (Fe) heeft atoomnummer 26, dus 26 protonen. De $3+$ betekent dat het ion 3 elektronen minder heeft dan een neutraal atoom, dus $26 - 3 = 23$ elektronen.
  • Lading: $(26 \times +1e) + (23 \times -1e) = +26e - 23e = +3e$.
• I. een waterstofatoom:
  • Waterstof (H) heeft atoomnummer 1, dus 1 proton. Een neutraal waterstofatoom heeft ook 1 elektron.
  • Lading: $(1 \times +1e) + (1 \times -1e) = +1e - 1e = 0e$.
• J. een F$^{-}$-ion:
  • Fluor (F) heeft atoomnummer 9, dus 9 protonen. De $1-$ betekent dat het ion 1 elektron meer heeft dan een neutraal atoom, dus $9 + 1 = 10$ elektronen.
  • Lading: $(9 \times +1e) + (10 \times -1e) = +9e - 10e = -1e$.

Rangschikking van de ladingen:

Om de deeltjes te rangschikken van de sterkst negatieve lading naar de sterkst positieve lading, zet je de berekende ladingen op volgorde:

1. D. de elektronenwolk van een natriumatoom: $-11e$
2. C. een S$^{2-}$-ion: $-2e$
3. G. een elektron: $-1e$
4. J. een F$^{-}$-ion: $-1e$
5. E. een neutron: $0e$
6. I. een waterstofatoom: $0e$
7. A. een proton: $+1e$
8. F. een Li$^{+}$-ion: $+1e$
9. H. een Fe$^{3+}$-ion: $+3e$
10. B. een chloorkern: $+17e$