H12 Materialen
Micro-, Meso- en macroniveau
- Macroniveau -> waarnemingen en eigenschappen.
- Microniveau -> deeltjes, bindingen, moleculen, atomen en ionen (deeltjesniveau).
- Mesoniveau -> de manier waarop deeltjes in grotere structuren worden geordend ten opzichte
van elkaar (roosterniveau).
Micro/meso -ABC
- Redenenren over bindingen en moleculen:
1. Atoomgroep/deeltje/molecuul benoemen
2. Binding/interactie noemen
3. Conclusie trekken
- Geef in je antwoord altijd de naam van de binding en het soort deeltje.
- Voorbeeld: Hoe hoger de temperatuur (macro), des te sneller de deeltjes bewegen (micro).
Materiaaleigenschappen
- Belangrijke materiaaleigenschappen zijn:
1. Smeltpunt en kookpunt
2. Geleidend vermogen
3. Oplosbaarheid en waterbindend vermogen
4. Vervormbaarheid, brosheid en hardheid
5. Chemische reactiviteit
Smeltpunt en kookpunt
- Zuivere stoffen hebben een smelt- en een kookpunt. De hoogte van smelt- en kookpunt is
afhankelijk van de sterkte van de binding tussen de deeltjes.
- De molecuul- of vanderwaalsbinding zijn bij kleine moleculen zwakker -> lage smelt- en
kookpunten. Waterstofbruggen tussen moleculen en groot contactoppervlak ->
aantrekkingskracht moleculen groter -> smelt- en kookpunt hoger.
- Metaal- en ionbindingen sterke bindingen zijn -> smelt- en kookpunt erg hoog.
- Zuivere stof -> alle moleculen even sterk aan elkaar -> laten op hetzelfde moment los.
- Microniveau -> verschillende soorten deeltjes aanwezig. Oefenen verschillende
aantrekkingskracht op elkaar uit. Hierdoor is de hoeveelheid energie die nodig is om deze
aantrekkingskracht te verbreken anders. Macroniveau -> geen sprake van smelt- en kookpunt.
- Bij een faseovergang zullen de moleculen elkaar bij verschillende temperaturen loslaten -> smelt-
en een kooktraject. Het kooktraject begint meestal bij het kookpunt van de stof in het mengsel
met het laagste kookpunt en eindigt bij het kookpunt van de stof met het hoogste kookpunt.
, Geleidingsvermogen
- Op microniveau kan een stof pas een elektrische stroom geleiden als in de stof geladen deeltjes
aanwezig zijn. Deze deeltjes moeten vrij kunnen bewegen. Hoe gemakkelijk de geladen deeltjes
zich door een materiaal kunnen verplaatsen, hoe beter de stroomgeleiding is.
- Metalen kunnen stroom geleiden, omdat op microniveau vrij bewegende elektronen aanwezig
zijn. Opgeloste en gesmolten zouten geleiden stroom, omdat dan de positieve en negatieve
ionen vrij door het materiaal kunnen bewegen.
- Moleculaire stoffen geleiden in het algemeen geen elektrische stroom, in geen enkele fase. Toch
zijn er uitzonderingen op deze regel. Oplossingen van zuren geleiden elektrische stroom, doordat
er in water geladen deeltjes ontstaan: zuren ioniseren in water.
Oplosbaarheid en waterbindend vermogen
- In water zijn de watermoleculen onderling verbonden met waterstofbruggen. Dit zijn sterke
bindingen. Wanneer een stof oplost in water moeten deze bindingen worden verbroken en
worden er nieuwe bindingen gevormd. Moleculaire stoffen die goed oplosbaar zijn in water
kunnen H-bruggen vormen met watermoleculen.
- Moleculaire stoffen die goed oplosbaar zijn in water hebben -OH, -NH of C=O-groepen.
Moleculaire stoffen met een groot dipoolmoment lossen vaak ook goed op in water -> hydrofiel.
Een stof die niet goed oplost in water -> hydrofoob. Hydrofobe stoffen kunnen geen
waterstofbruggen vormen. Hydrofoob lost goed op in hydrofoob en hydrofiel lost goed op in
hydrofiel. Macromoleculaire stoffen lossen niet op in water.
Vervormbaarheid, brosheid en hardheid
- Hoe sterker de binding, hoe meer kracht nodig is om het materiaal te vervormen en hoe groter
de hardheid. Bij het vervormen blijft het metaalrooster intact, waardoor een metaal niet breekt.
Bros -> als de kracht te groot wordt, breekt het materiaal. De gelijke ladingen gaan tegenover
elkaar staan, waardoor het breekt.
Chemische reactiviteit
- De mate waarin materialen chemisch worden aangetast onder invloed van de omgeving -> de
corrosiegevoeligheid.
- Bij metalen geldt dat onedele metalen sneller reageren met water en zuurstof dan edele
metalen. Bij moleculaire stoffen zijn het met name de functionele groepen die bepalen hoe
reactief een stof is.
Micro-, Meso- en macroniveau
- Macroniveau -> waarnemingen en eigenschappen.
- Microniveau -> deeltjes, bindingen, moleculen, atomen en ionen (deeltjesniveau).
- Mesoniveau -> de manier waarop deeltjes in grotere structuren worden geordend ten opzichte
van elkaar (roosterniveau).
Micro/meso -ABC
- Redenenren over bindingen en moleculen:
1. Atoomgroep/deeltje/molecuul benoemen
2. Binding/interactie noemen
3. Conclusie trekken
- Geef in je antwoord altijd de naam van de binding en het soort deeltje.
- Voorbeeld: Hoe hoger de temperatuur (macro), des te sneller de deeltjes bewegen (micro).
Materiaaleigenschappen
- Belangrijke materiaaleigenschappen zijn:
1. Smeltpunt en kookpunt
2. Geleidend vermogen
3. Oplosbaarheid en waterbindend vermogen
4. Vervormbaarheid, brosheid en hardheid
5. Chemische reactiviteit
Smeltpunt en kookpunt
- Zuivere stoffen hebben een smelt- en een kookpunt. De hoogte van smelt- en kookpunt is
afhankelijk van de sterkte van de binding tussen de deeltjes.
- De molecuul- of vanderwaalsbinding zijn bij kleine moleculen zwakker -> lage smelt- en
kookpunten. Waterstofbruggen tussen moleculen en groot contactoppervlak ->
aantrekkingskracht moleculen groter -> smelt- en kookpunt hoger.
- Metaal- en ionbindingen sterke bindingen zijn -> smelt- en kookpunt erg hoog.
- Zuivere stof -> alle moleculen even sterk aan elkaar -> laten op hetzelfde moment los.
- Microniveau -> verschillende soorten deeltjes aanwezig. Oefenen verschillende
aantrekkingskracht op elkaar uit. Hierdoor is de hoeveelheid energie die nodig is om deze
aantrekkingskracht te verbreken anders. Macroniveau -> geen sprake van smelt- en kookpunt.
- Bij een faseovergang zullen de moleculen elkaar bij verschillende temperaturen loslaten -> smelt-
en een kooktraject. Het kooktraject begint meestal bij het kookpunt van de stof in het mengsel
met het laagste kookpunt en eindigt bij het kookpunt van de stof met het hoogste kookpunt.
, Geleidingsvermogen
- Op microniveau kan een stof pas een elektrische stroom geleiden als in de stof geladen deeltjes
aanwezig zijn. Deze deeltjes moeten vrij kunnen bewegen. Hoe gemakkelijk de geladen deeltjes
zich door een materiaal kunnen verplaatsen, hoe beter de stroomgeleiding is.
- Metalen kunnen stroom geleiden, omdat op microniveau vrij bewegende elektronen aanwezig
zijn. Opgeloste en gesmolten zouten geleiden stroom, omdat dan de positieve en negatieve
ionen vrij door het materiaal kunnen bewegen.
- Moleculaire stoffen geleiden in het algemeen geen elektrische stroom, in geen enkele fase. Toch
zijn er uitzonderingen op deze regel. Oplossingen van zuren geleiden elektrische stroom, doordat
er in water geladen deeltjes ontstaan: zuren ioniseren in water.
Oplosbaarheid en waterbindend vermogen
- In water zijn de watermoleculen onderling verbonden met waterstofbruggen. Dit zijn sterke
bindingen. Wanneer een stof oplost in water moeten deze bindingen worden verbroken en
worden er nieuwe bindingen gevormd. Moleculaire stoffen die goed oplosbaar zijn in water
kunnen H-bruggen vormen met watermoleculen.
- Moleculaire stoffen die goed oplosbaar zijn in water hebben -OH, -NH of C=O-groepen.
Moleculaire stoffen met een groot dipoolmoment lossen vaak ook goed op in water -> hydrofiel.
Een stof die niet goed oplost in water -> hydrofoob. Hydrofobe stoffen kunnen geen
waterstofbruggen vormen. Hydrofoob lost goed op in hydrofoob en hydrofiel lost goed op in
hydrofiel. Macromoleculaire stoffen lossen niet op in water.
Vervormbaarheid, brosheid en hardheid
- Hoe sterker de binding, hoe meer kracht nodig is om het materiaal te vervormen en hoe groter
de hardheid. Bij het vervormen blijft het metaalrooster intact, waardoor een metaal niet breekt.
Bros -> als de kracht te groot wordt, breekt het materiaal. De gelijke ladingen gaan tegenover
elkaar staan, waardoor het breekt.
Chemische reactiviteit
- De mate waarin materialen chemisch worden aangetast onder invloed van de omgeving -> de
corrosiegevoeligheid.
- Bij metalen geldt dat onedele metalen sneller reageren met water en zuurstof dan edele
metalen. Bij moleculaire stoffen zijn het met name de functionele groepen die bepalen hoe
reactief een stof is.
