De bouw van de atoomkern

Kun je lood in goud veranderen? Scheikundig niet. Maar in de natuur veranderen sommige atoomkernen wél vanzelf in andere. Daarvoor moet je eerst weten hoe een kern is opgebouwd.

20 min

Na deze les kun je

de bouw van een atoom beschrijven
rekenen met A = N + Z en de notatie van een kern gebruiken
uitleggen wat isotopen zijn en ze opzoeken in Binas 25A

Dit weet je al

Lading (hoofdstuk 2).

Kern en elektronen

Een atoom bestaat uit een kern met daaromheen een elektronenwolk.

De kern bevat protonen (lading +e) en neutronen (geen lading). Samen heten ze nucleonen.
De elektronen (lading −e) bewegen om de kern. Hun massa is verwaarloosbaar.

De elementaire lading e staat in Binas 7A. Een proton en een neutron hebben elk ongeveer een massa van 1 u (atomaire massa-eenheid, Binas 7B).

Z, N en A

Atoomnummer $Z$ : het aantal protonen. $Z$ bepaalt welk element het is.
Neutronenaantal $N$ : het aantal neutronen.
Massagetal $A$ : het totale aantal kerndeeltjes.

\displaystyle A = N + Z

Notatie: zet $A$ linksboven en $Z$ linksonder het symbool: $^{A}_{Z}\mathrm{X}$ . Bijvoorbeeld $^{14}_{6}\mathrm{C}$ . Korter mag ook: C-14.

✎Voorbeeld 1: kerndeeltjes tellen

Hoeveel protonen en neutronen heeft $^{235}_{92}\mathrm{U}$ ?

$Z = 92$ : 92 protonen.

\begin{aligned} N &= A - Z \\ &= 235 - 92 \\ &= 143 \end{aligned}

Dus 143 neutronen.

Isotopen

Kernen van hetzelfde element (dezelfde $Z$ ) kunnen een verschillend aantal neutronen hebben. Zulke kernen heten isotopen. Chemisch gedragen ze zich hetzelfde; ze verschillen in massa.

In Binas 25A vind je per isotoop: het atoomnummer, het massagetal, de atoommassa in u, hoeveel er in de natuur voorkomt, de halveringstijd (staat er niets, dan is de isotoop stabiel) en de soort straling bij verval.

!A of Z linksboven?

Het grote getal ( $A$ ) staat boven, het kleine getal ( $Z$ ) onder. Het aantal neutronen staat er niet bij: dat reken je uit met $N = A - Z$ .

Even controleren

Snap je het?

Hoeveel neutronen heeft C-14?

Zijn $^{40}_{19}\mathrm{K}$ en $^{40}_{20}\mathrm{Ca}$ isotopen?

↗Hoe hangt dit samen?

In de volgende les zie je hoe een instabiele kern vervalt en hoe je dat in een vergelijking schrijft.

Klaar met deze les? Zet hem op gelezen; je voortgang staat rechtsboven.

de kern bestaat alleen uit protonen en neutronen	elektronen zitten niet in de kern
$A$ = aantal protonen + aantal neutronen	$A$ telt alle kerndeeltjes
$A = Z + N$	$Z$ protonen en $N$ neutronen

Grootheid	Symbool	Eenheid
atoomnummer (aantal protonen)	$Z$	–
aantal neutronen	$N$	–
massagetal	$A$	–
energie	$E$	joule (J) of elektronvolt (eV)
intensiteit	$I$	watt per vierkante meter (W/m²)
halveringsdikte	$d_{1/2}$	centimeter (cm)
aantal instabiele kernen	$N$	–
activiteit	$A$	becquerel (Bq)
halveringstijd	$t_{1/2}$	seconde (s)

Formule	Betekenis	Bron	Les
$\displaystyle A = N + Z$	massagetal	Zelf afleiden	5.2a
$\displaystyle I = I_0 \cdot \left(\tfrac{1}{2}\right)^n \quad \text{met} \quad n = \frac{d}{d_{1/2}}$	doorgelaten intensiteit	Binas	5.3b
$\displaystyle N = N_0 \cdot \left(\tfrac{1}{2}\right)^n \qquad A = A_0 \cdot \left(\tfrac{1}{2}\right)^n \qquad n = \frac{t}{t_{1/2}}$	aantal kernen en activiteit	Binas	5.4b
$\displaystyle A_\text{gem} = \frac{-\Delta N}{\Delta t}$	gemiddelde activiteit	Binas	5.4c