Practicum: Atoomstructuur en elektronenconfiguratie – Scheikunde Klas 2 VWO

In dit practicum voor klas 2 vwo bouw je atoommodellen en stel je elektronenconfiguraties op voor de elementen in de eerste vier perioden. Je koppelt de configuratie aan de positie in het periodiek systeem en aan de vorming van ionen en ionbindingen.

Leerdoel

Na dit practicum kun je de elektronenconfiguratie van atomen opschrijven (schillenmodel), ionen vormen door elektrontransfer, de structuur van een ionrooster beschrijven, en eigenschappen van ionverbindingen verklaren (hoog smeltpunt, geleidbaarheid in oplossing).

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 2 | Vak: Scheikunde | Domein: B1 Deeltjesmodellen, B3 Bindingen en eigenschappen | Atoomnummer, schillenmodel, elektronenconfiguratie, valentie-elektronen, ionbinding, ionrooster

Benodigdheden

• Atoommodelsetje (bal-en-stok of schillenmodelkaarten)
• Periodiek systeem (BINAS tabel 99)
• Geleidbaarheidsmeter (eenvoudig)
• Oplossingen: NaCl (0,1 mol/L), gedestilleerd water, suikerwater
• Bekerglazen, roerstaaf

Achtergrondinformatie

De elektronenconfiguratie geeft aan hoe elektronen over schillen verdeeld zijn. Schil 1: max. 2; schil 2: max. 8; schil 3: max. 18 (of 8 in vereenvoudigd model). Metaalionen ontstaan door verlies van valentie-elektronen (bijv. Na → Na⁺ + e⁻); niet-metaalionen door opname (Cl + e⁻ → Cl⁻). In een ionrooster zijn kationen en anionen in vaste verhouding aanwezig; de bindingsenergie is hoog → hoog smeltpunt. In oplossing bewegen de ionen vrij → geleidbaarheid.

Werkwijze

Deel A – Elektronenconfiguraties

1. Stel de elektronenconfiguratie op van: Na (11), Mg (12), Al (13), Cl (17), Ca (20), Fe (26).
2. Noteer hoeveel valentie-elektronen elk atoom heeft. Bepaal in welke groep het element staat.
3. Schrijf de ionvorming op: Na → Na⁺; Cl → Cl⁻; Mg → Mg²⁺.

Deel B – Geleidbaarheid van ionverbindingen

1. Dompel de geleidbaarheidsmeter in gedestilleerd water: noteeer de uitslag.
2. Herhaal met NaCl-oplossing (0,1 mol/L) en suikerwater. Vergelijk.

Configuratietabel

Verwerkingsvragen

1. Schrijf de ionvorming op voor Ca en Cl bij de vorming van CaCl₂. Hoeveel elektronen gaan over?
2. Verklaar waarom suikerwater de elektrische stroom niet geleidt, maar NaCl-oplossing wel.
3. Verklaar het hoge smeltpunt van NaCl (801°C) met behulp van het ionroostermodel.

Uitwerking

V1: Ca → Ca²⁺ + 2e⁻; 2Cl + 2e⁻ → 2Cl⁻. Per formule-eenheid CaCl₂: Ca geeft 2 elektronen af, elk Cl neemt er 1 op. Totaal 2 elektronen overgedragen.

V2: Suiker (C₁₂H₂₂O₁¹) is een moleculaire verbinding. In water valt het uiteen in afzonderlijke moleculen, maar niet in ionen. Zonder vrije geladen deeltjes geleidt de oplossing geen stroom. NaCl dissociëert volledig: Na⁺(aq) + Cl⁻(aq) — vrije ionen geleiden de stroom.

V3: In het NaCl-ionrooster worden Na⁺- en Cl⁻-ionen bij elkaar gehouden door sterke elektrostatische aantrekkingskrachten. Om het rooster te smelten moeten alle deze bindingen verbroken worden, wat veel energie vereist → hoog smeltpunt van 801°C.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert atoommodelsets, geleidbaarheidtestapparaten en chemicaliënsets voor atoomstructuur-experimenten in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.