Hoofdstuk 1

§ 2 Het atoommodel van Rutherford beschrijft de bouw van een atoom als een posititef geladen kern met daar omheen een negatief geladen elektronenwolk. Deze lading is precies even groot als die van de kern, waardoor het atoom als geheel elektrisch neutraal is. De lading van een atoomkern wordt veroorzaakt door positief geladen deeltjes: protonen. Het aantal protonen in de kern bepaalt welke soort atoom het is. een at
Een atoomkern bestaat ook nog uit neutronen. Neutronen bevatten elektrische lading en hebben een massa die ongeveer gelijk is aan de massa van de proton. De elektronenwolk bestaat uit één of meer negatief geladen deeltjes, elektronen. De elektrische lading van een elektron is precies even groot als die van de proton, maar dan met tegengesteld teken. Atoomnummer: Het aantal protonen in de kern, dus ook het aantal elektronen. Massagetal: De som van het aantal protonen en neutronen in de atoomkern. Atoommassa: De massa van een atoom. Uitgedrukt in u. Isotopen: Atomen met hetzelfde aantal protonen en elektronen, maar met verschillende aantallen neutronen. De atoommassa (A) van een element is meestal een gemiddelde. De waarde van deze gemiddelde atoommassa wordt bepaald door: - de massa’s van de afzonderlijke isotopen. -de percentages waarin de isotopen in dat isotopenmengsel voorkomen. Molecuulmassa (M): gelijk aan de som van de atoommassa’s van alle atomen die in het molecuul voorkomen.
§ 3 Elementen: stoffen die maar uit één atoomsoort bestaan. In het periodiek systeem zijn de elementen gerangschikt naar opklimmend atoomnummer, maar tegelijkertijd naar overeenkomsten in chemische eigenschappen. Een horizontale rij van elementen noem je een periode. Een verticale kolom ven elementen noem je een groep. Elementen uit één groep noem je ook wel elementenfamilies. De belangrijkste elementenfamilies zijn: -groep 1: alkalimetalen (behalve H) ‘zachte’ metalen, reageren van boven naar onder steeds heftiger. -groep 2: aardkalimetalen, zijn harder en reageren minder heftig -groep 17: halogenen, komen in de natuur alleen voor als twee-atomige moleculen. reageren makkelijk met andere elementen. -groep 18: edelgassen, reageren bijna niet. Valentie-elektronen: de elektronen in de buitenste ‘schil’ van een atoom. Het aantal valentie-elektronen bepaalt de mate waarin dat atoom met andersoortige atomen reageert. In het periodiek systeem zijn die elementen in een groep samengebracht, die gelijke aantallen valentie-elektronen hebben. § 4 Indeling van stoffen met het elektrisch geleidingsvermogen als maatstaf: 1: Moleculaire stoffen: geleiden niet, in de formule komen alleen niet-metalen voor. Bestaan uit ongeladen deeltjes, moleculen
2: Zouten: geleiden alleen in gesmolten toestand, in de formule komen metalen en niet-metalen voor. Bestaan uit geladen deeltjes, ionen. Die kunnen alleen vrij bewegen in gesmolten toestand. 3: Metalen: geleiden in vaste en vloeibare toestand, in de formule komen alleen metalen voor. Bestaan uit vrije e¯ en positieve metaalionen. Elektrische stroom: transport van geladen deeltjes. Een stof kan alleen elektrische stroom geleiden als: -in de stof moeten geladen deeltjes aanwezig zijn. -deze geladen deeltjes moeten vrij kunnen bewegen. Naamgeving moleculaire stoffen (voorvoegsels): Zie tabel 66c (binas) § 5 Van alle stoffen is het overgrote deel moleculair. De variatie in eigenschappen binnen de groep van moleculaire stoffen is groot. Een moleculaire stof kun je weergeven met de structuurformule. De covalentie van een atoomsoort is het getal dat aangeeft hoeveel bindingen die atoomsoort in een molecuul kan aangaan. Een atoombinding of covalente binding is een binding tussen twee atomen van niet-metalen. Deze binding wordt tot stand gebracht door twee elektronen. Elke atoom levert per atoombinding één elektron. De twee elektronen noem je een bindingselektronenpaar of een gemeenschappelijk elektronenpaar. Een atoombinding gaaf je in een structuurformule met een streepje aan. Alleen de elektronen in de ‘buitenste schil’ van de elektronenwolk spelen een rol bij de vorming van atoombindingen. Hoe meer elektronen in de ‘buitenste schil’ hoe meer bindingen het atoom kan aangaan in een molecuul. Atoombindingen zijn sterke bindingen. Tijdens chemische reacties met andere stoffen kunnen atoombindingen ook bij lagere temperaturen worden verbroken. Bij een reactie ontstaan immers nieuwe stoffen, en dus ook nieuwe moleculen. Smelten is de naam voor het proces waarbij een vaste stof overgaat in een vloeistof. Onder verdampen verstaan we het overgaan van een vloeistof in de gasvormige toestand. Je kunt deze faseovergangen het beste begrijpen door uit te gaan van twee elkaar tegenstrevende effecten: -de vanderwaalsbinding: moleculen trekken elkaar aan. -de temperatuursbeweging: bij hogere temperatuur bewegen moleculen harder. Vaste fase: vanderwaalsbinding wint
Vloeibare fase: gelijk spel
Gas fase: vanderwaalsbinding wordt verbroken, temperatuursbeweging wint. Hoe groter de molecuulmassa van een stof, des te sterker de vandewaalsbinding en des te hoger zijn het smeltpunt en het kookpunt van de stof. Een goed voorbeeld hiervan zijn de Akanen. Dit zijn verbindingen waarvan de moleculen uit koolstof- en waterstofatomen zijn opgebouwd. Voorbeeld: Oplossen van jood in hexaan. De joodmoleculen verdelen zich over een groter volume. De joodmoleculen laten elkaar los en dus wordt de vanderwaalsbinding verbroken. Verschil tussen verdampen en oplossen: bij oplossen ontstaan er ook nieuwe vanderwaalsbindingen tussen jood en hexaanmoleculen. § 6 De aanwezigheid van een NH²-groep en met name een OH-groep, geeft een stof een veel hoger kookpunt. Kennelijk is er tussen moleculen met OH-groepen en NH-groepen sprake van een binding tussen de moleculen die sterker is dan de vanderwaalsbinding. Tussen moleculen met OH- en/of NH-groepen treedt behalve de vanderwaalsbinding, een extra intermoleclaire binding op, die je waterstofbruggen.
§ 7 Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. Een atoomgroep met een teveel of een tekort aan elektronen noem je en ion, dus een ion is altijd positief of negatief geladen. Uit metaalatomen worden altijd positieve ionen gevormd. Uit niet-metaalatomen worden meestal negatieve ionen gevormd. Tijdens de stroomgeleiding door een gesmolten zout treedt er een ontledingsreactie op, een zogenaamde elektrolyse. Zo ontstaan bij stroomgeleiding door gesmolten natriumchloride de ontledingsproducten natrium en chloor. Omdat zouten uit positieve en negatieve ionen zijn opgebouwd noem je ze ook wel ionogene verbindingen. Een model van een regelmatige stapeling van positieve en negatieve ionen noem je een ionrooster (fig.1.43b). Onder iondbinding of elektrostatische binding verstaan we de binding die optreedt in een ionrooster als gevolg van een netto-elektrostatische aantrekking tussen tegengestelde geladen ionen (fig.1.45). De verhoudingsformule van een ionogene verbinding geeft aan in welke verhouding de deeltjes (ionen) in de stof aanwezig zijn. Ionbindingen zijn veel sterker dan vanderwaalsbindingen en H-bruggen. Naarmate de aantrekkingskracht tussen de ionen sterker is,is de ionbinding sterker. Dit komt onder andere tot uiting in hogere smeltpunten en kookpunten. § 8 vaste metalen zijn opgebouwd uit kristallen, ze hebben een metaalrooster. Metaalbinding: elektrostatische aantrekking tussen positieve metaalionen en negatieve vrije eֿ Door de vrije eֿ zijn metalen buigzaam. Legeringen: (of alliages) gestold mengsel van in vloeibare (=gesmolten) toestand gemengde metalen. Legeringen zijn vaak harder dan de zuivere metalen.