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:
- Identificeer het deeltje: Bepaal of het een atoom, een ion, of een subatomair deeltje (zoals een proton, neutron of elektron) is.
- 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.
- 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 ×+1e) + (aantal elektronen ×−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×(+1e)=+17e.
- C. een S2−-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×+1e)+(18×−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×(−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×+1e)+(2×−1e)=+3e−2e=+1e.
- G. een elektron:
- Een elektron is een subatomair deeltje met een lading van −1e.
- H. een Fe3+-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×+1e)+(23×−1e)=+26e−23e=+3e.
- I. een waterstofatoom:
- Waterstof (H) heeft atoomnummer 1, dus 1 proton. Een neutraal waterstofatoom heeft ook 1 elektron.
- Lading: (1×+1e)+(1×−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×+1e)+(10×−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:
- D. de elektronenwolk van een natriumatoom: −11e
- C. een S2−-ion: −2e
- G. een elektron: −1e
- J. een F−-ion: −1e
- E. een neutron: 0e
- I. een waterstofatoom: 0e
- A. een proton: +1e
- F. een Li+-ion: +1e
- H. een Fe3+-ion: +3e
- B. een chloorkern: +17e
Natuurkunde
Scheikunde