elektronenatoom

Een elektronenatoom is de basis eenheid van een chemisch element die de eigenschappen van dat element behoudt. Het bestaat uit een atoomkern en elektronen die zich daaromheen bevinden. De kern bevat protonen, positief geladen, en neutronen, elektrisch neutraal. Elektronen zijn negatief geladen en worden door de coulombkracht aan de kern getrokken; in moderne modellen worden ze beschreven door kansgolffuncties die een elektronenwolk vormen. In een neutraal atoom komt het aantal protonen overeen met het aantal elektronen, zodat de nettolading nul is.

Historisch gezien werd het elektron in 1897 door J. J. Thomson ontdekt; Rutherford toonde in 1911 dat atomen een kleine, massieve kern bevatten. In 1913 stelde Bohr een model voor met elektronen in vaste energieniveaus; in de jaren 1920 werd de kwantummechanica ontwikkeld, waardoor elektronen worden beschreven als golven in orbitalen rondom de kern. Deze beschrijving werd later verder verfijnd tot de huidige kwantum-mechanische atoommodel.

Structuur en eigenschappen: het atoomnummer Z is het aantal protonen en bepaalt het element. In een neutraal atoom komen ook Z elektronen voor. Het massagetal A geeft de som van protonen en neutronen in de kern. Isotopen hebben hetzelfde Z maar verschillende neutronen. Elektronen vullen schillen of orbitalen met toenemende energie; de verdeling ervan (de elektronconfiguratie) bepaalt de chemische eigenschappen en bindingen. Ionisatie vereist het verwijderen van een elektron of toevoeging van een extra elektron.

Betekenis: elektronenatomen vormen de bouwstenen van alle chemische verbindingen en materialen. De elektronstructuur bepaalt onder meer perioden in het periodiek systeem, reactiegedrag, spectroscopische kenmerken en de mogelijkheid tot bindingen (waaronder covalente en ionische bindingen). In de wetenschap worden elektronenschillen en orbitalen berekend met modellen zoals de Hartree–Fock-methode en dichtheidsfunctionaaltheorie.