pentaceen
Moleculen waren dus eindelijk te zien.
En daarenboven kwam het beeld wonderwel overeen met het model dat de scheikundigen, op basis van hun theorieën, van die moleculen hanteerden.
Een triomf voor de geldigheid van de atoom- en bindingstheorieën. En het geruststellend gevoel voor alle chemici.
Zo iets van "we zijn goed bezig”.
Vandaag lees ik op de site van Inside Science een nog straffer verhaal.
Een team wetenschappers van het Institute of Physics and Technology in Kharkov (Oekraïne) publiceerde op 3 september jl. in Physical Review B een studie waarin ze een beeld van de structuur van één atoom koolstof (C) laten zien!
Dus hoe een atoom er binnenin uit ziet!
Een atoom C is een nog kleiner materiedeeltje: een bouwsteen van een molecule hierboven, weergegeven door een hoekpunt van de zeshoeken in pentaceen.
Voor ik verder kan, moet ik nu toch eerst even iets verduidelijken over de structuur van een atoom C.
Ik zal dat beperken tot wat nodig is om het beeld dat de Oekraïners gemaakt hebben, te kunnen interpreteren.
Zoals elk atoom heeft ook het C-atoom een kern waarrond elektronen draaien.
Bij C draaien er 6 elektronen rond de kern.
Maar de moderne atoomtheorie, ontwikkeld in de eerste helft van vorige eeuw, voorspelt dat die elektronen niet overal rond de kern kunnen voorkomen. D.w.z. dat de kans om een elektron ergens rond de kern aan te treffen, niet overal even groot is.
Een gebied van de ruimte rond de kern waar de waarschijnlijkheid om er een elektron aan te treffen het grootst is, noemt men een orbitaal.
De atoomtheorie stelt dat de orbitalen bij een C-atoom bolvormig (met een bepaalde straal) en haltervormig zijn.
Dit leidt tot het volgende beeld van de mogelijke orbitalen bij het C-atoom:
Tot zover het model.
En nu de realiteit.
Met behulp van een field emission electron microscope zijn de Oekraïners er in geslaagd een beeld te maken van de elektronendichtheid in één enkel C-atoom dat zich bevond op het einde van een keten van C-atomen.
En dit leverde volgend fenomenaal beeld op:
Als je dit reëel beeld vergelijkt met het model van hierboven is het overduidelijk: de bestaande elektronendichtheden komen overeen met de bolvormige en haltervormige orbitalen van het model.
Het model is dus een perfecte voorstelling van de realiteit!
Ik had niet gedacht dat ik dit nog ooit zou mogen meemaken.
De waarneming is hier doorgedrongen tot op het niveau van
de picometer (pm = 10-12 meter).
Straks komen hier enkele 5dejaars middelbaar onderwijs over de vloer.
Toevallig zijn ze in hun chemielessen net met de atoomtheorie bezig.
Je kan je wel voorstellen wat ik hen ga vertellen en… wat ik hen ga laten zien!
Geen opmerkingen:
Een reactie posten