Byg en detaljeret Styrofoam-model af et kaliumatom – en trin-for-trin guide til studerende

Af Amy Shelleby
Opdateret 24. marts 2022

Alle atomer består af en kerne - sammensat af protoner og neutroner - og omgivende elektroner, der optager diskrete energiskaller. For at konstruere en realistisk model af et kaliumatom skal du kende det nøjagtige antal af hver subatomare partikel.

Trin 1 – Identificer atomsammensætningen

Se en periodisk tabel, der viser både atomnummer og atomvægt (f.eks. Commission on the Nomenclature of Inorganic Chemistrys tabel). Kalium (K) har et atomnummer på 19, hvilket betyder, at det indeholder 19 protoner og, i et neutralt atom, 19 elektroner. Træk atomnummeret fra atomvægten (ca. 39,0983) for at finde neutrontallet:39 – 19 =20 neutroner.

Trin 2 – Saml kernen

Lim 19 røde bolsjer med hård skal på en 4-tommer Styrofoam-kugle for at repræsentere de 19 protoner. Lim derefter 20 blå bolsjer med hård skal på den samme kugle til neutronerne.

Trin 3 – Opret den første energiskal

Træk et 18" stykke håndværkstråd gennem to 1" Styrofoam-kugler. Bøj ledningen til en cirkel og sno enderne sammen. Disse to kugler repræsenterer de to elektroner i den første skal.

Trin 4 – Byg den anden energiskal

Brug et 24" trådsegment og otte 1" Styrofoam-kugler. Form en cirkel med tråden, og arranger de otte kugler jævnt rundt om den for at modellere de otte elektroner i den anden skal.

Trin 5 – Konstruer den tredje energiskal

Træk otte 1-tommers Styrofoam-kugler gennem et 30-tommers trådstykke, drej enderne, og cirkulér kuglerne for at afbilde den tredje skals otte elektroner.

Trin 6 – Tilføj den fjerde, ufuldstændige skal

Indsæt en enkelt 1-tommer Styrofoam-kugle i et 36-tommer ledningssegment, drej enderne til en cirkel, og lad den stå åben for at illustrere kaliums solitære valenselektron. Denne ufuldstændige shell står for elementets +1 debitering.

Trin 7 – Tilslut skallerne til kernen

Bøj en 4-tommer ledning til en U-form. Placer den åbne ende af U'et inde i den 4" Styrofoam-kernen, så en ½"-løkke stikker frem.

Trin 8 – Arranger skallerne omkring kernen

Placer skallerne i rækkefølge efter stigende afstand:to-elektronskallen nærmest kernen, efterfulgt af de to otte-elektronskaller, og til sidst den enkelt-elektron-skal, der er længst væk.

Trin 9 – Sikre strukturen

Skær en fiskeline 12 tommer længere end det samlede spænd fra kerne til den yderste skal. Træk den gennem den U-formede trådløkke, træk den til den næste skal, og dobbeltknud den. Gentag denne proces for hver skal, og bind hele modellen sammen. Den resterende fiskeline kan fastgøre atomet til en krog til visning.

Nødvendige materialer

• Periodisk tabel med atomvægte
• Håndværkslim
• 19 røde bolsjer med hård skal (protoner)
• 20 bolsjer med hårdt skal (neutroner)
• 1 4-tommer Styrofoam-kugle (kerne)
• 19 1-tommers Styrofoam-kugler (elektroner)
• Håndværkstråd skåret til 4, 18, 24, 30 og 36" længder
• Fisketråd
• Krog til visning (valgfrit)

TL;DR

Konstruer en stor, praktisk model af et kaliumatom ved hjælp af Styrofoam, slik og håndværkstråd til at repræsentere kernen og elektronskallerne. En mindre version kan laves med en enkelt Styrofoam-kugle til kernen og kortere trådstykker med gelébønner eller vatkugler til elektroner.