1
Hoofdstuk 1: de atoomstructuur van de materie (pagina 1 30)
1 Atomen en moleculen
1.1 Zuivere stoffen en mengsels
Zuivere stof:
Wat: verzameling van dezelfde soort moleculen
Eigenschappen: bepaalde voorkomenstoestand, homogeen (dezelfde fysische en chemische eigenschappen),
welbepaalde chemische samenstelling
Mengsel:
Wat: verzameling van verschillende moleculen of dezelfde moleculen in eenzelfde fase
Eigenschappen: heterogeen (verschillende fysische en/of chemische eigenschappen) (uitzondering: gasmengsels)
zie fysische eigenschappen water en ijs: dichtheid ijs < dichtheid water
homogene delen (= fasen) zijn afgegrensd chemische eigenschappen water en ijs blijven gelijk
1.2 Moleculen, samengestelde en enkelvoudige stoffen
Molecule: kleinste onderdeel van zuivere stof met dezelfde constante samenstelling
Atoom: kleinste materiedeeltje van een molecule (behouden identiteit in chemische reacties)
Element: bepaalde atoomsoort (in periodiek systeem staan deze gerangschikt)
Enkelvoudige stof: één soort atomen van een element in een moleculen (H2, Ar, O2)
Samengestelde stof: meerdere soorten atomen van een element in een moleculen (H2O, SF6)
1.3 Atomen en subatomaire deeltjes
Atomen:
Wat: kleinste materiedeeltje van een molecule (behouden identiteit in chemische reacties
Samenstelling (4): ronde lichaampjes + geen lading (= elektrisch neutraal) + kern met protonen (+) en neutronen (/),
hierrond bewegen elektronen (−) + elk atoom bevat evenveel elektronen als protonen
Massa: bepaald door massa van kern (massa elektron is zeer klein = uitsluitbaar)
Omvang: bepaald door elektronenwolk (banen die elektronen beschrijven in beweging)
1,6022.10−19 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 = 1 e l e = elementaire ladingseenheid van proton (+1 𝑒 𝑙 𝑒) en elektron (− 1 𝑒 𝑙 𝑒)
, 2
2 De chemische elementen
2.1 Kenmerkende grootheden van de elementen
In totaal zijn er 117 elementen, waaronder een vijftiental de belangrijkste fractie van de massa van de bovenste aardkorst (H, C, O,
N, Cl, Na, Fe, Si, …)
Notatie van de Notatie: 𝐴
𝑍𝑋
elementen Massagetal A: som van aantal protonen en neutronen i/d kern v/h atoom
massa van het atoom: voorbeeld: 𝑚(27 𝐴𝑙) = 27. 1,7 . 10−27 𝑘𝑔
Atoomnummer Z: het aantal protonen = aantal elektronen (indien neutraal)
Isotopen Wat: verschillend door aantal neutronen in kern (verschillende A, dezelfde Z)
Eigenschappen: dezelfde chemische eigenschappen (afhankelijk van elektronen)
verschillende fysische eigenschappen (afhankelijk van massa atomen)
Isotopenabundantie: samenstelling van het isotopenmengsel, %-verdeling isotopen v/e element
De absolute massa v/e element is de procentueel samengestelde som van de absolute massa’s van de
isotopen.
Relatieve Oorspronkelijk: eenheid = massa van H-atoom
atoommassa (mr)
Later: eenheid = 1/16 massa O-atoom
1961: eenheid = 1/12 massa 12
6𝐶 -atoom (= referentie-standaard = “1 u”)
1 u = 1,6606.10−27 𝑘𝑔 = massa proton + neutron
𝑚𝑟 = onbekend getal dat aangeeft hoeveel maal de massa van het atoom groter is dan de eenheid ‘u’
𝑚(35 𝐶𝑙)⁄
Voorbeeld: 𝑚𝑟 (35 𝐶𝑙) = 𝑢 ≈ 35
Opmerking:
12
6 protonen + 6 neutronen + 6 elektronen = 6𝐶
maar 𝑚( 126𝐶 ) ≠ ∑(6. 𝑚𝑝 + 6. 𝑚𝑛 + 6. 𝑚𝑒 ) aangezien:
1 u ≠ relatieve massa neutron + proton
massa elektron wordt verwaarloosd maar heeft eigenlijk wel en waarde
massadefect: bij vorming van kern uit protonen en neutronen komt energie vrij ten koste van
de massa van de reagerende deeltjes (= kernreactie)
→ afwijking stijgt naarmate atoom groter wordt
Relatieve = atoommassa’s van de isotopen v/h element optellen en door rekening te houden met het procentuele
atoommassa (Ar) aanwezigheid in het isotopenmengsel
, 3
De mol (n) = de eenheid van hoeveelheid van een materiesoort (Ostwald, 1900)
De omvang wordt aangegeven door de constante van Avogadro en bedraagt 𝑳 = 𝟔, 𝟎𝟐𝟐𝟏. 𝟏𝟎𝟐𝟑 𝒎𝒐𝒍−𝟏
één mol atoom telt 6,0221.1023 eenheden en heeft een massa gelijk aan de molaire massa.
De molaire massa = de massa van één mol atomen van een element X (uitgedrukt in gram per mol)
(MMx) Formule:
𝑴𝑴𝒙 = 𝑳. 𝒎𝑿
Besluit :
Eén mol van een element bevat 6,02.10 23 atomen en heeft een massa gelijk aan de molaire massa. De
molaire massa van een element is de atoommassa in gram/mol, en is de hoeveelheid materie die
6,02.1023 atomen bevat.
2.2 Het periodiek systeem van de elementen
2.2.1 Inleiding:
De wet v/d Periodiciteit van de elementen: de eigenschappen van de elementen zijn een periodische functie van het atoomnummer.
Horizontale rijen: perioden
Verticale kolommen: groepen
Bestaat uit de hoofdgroep (A) en de nevengroepen (B) (= overgangsmetalen): elementen met bepaalde zelfde eigenschappen.
De overgangsmetalen verschillen in eigenschappen v/d elementen v/d overeenstemmende hoofdgroepen.
2.2.2 Chemische informatie in het periodiek systeem
Globaal chemisch karakter:
links = metalen: sterkte eigenschappen nemen toe van boven naar onder + van rechts naar links
rechts = niet-metalen: sterkte eigenschappen nemen toe van onder naar boven + van links naar rechts
Overgangselementen: deels metaalkarakter, deels niet-metaalkarakter (trapgewijze tussen metalen en niet-metalen)
Overgangsmetalen: de grote groep tussen de overgangselementen en de B-groep
Valentie-elektronen: aantal elektronen op de buitenste schil
Groepnummer (NG): het aantal valentie-elektronen die voorkomen in de elektronenatmosfeer (IIIa: 3 valentie-elektronen)
2.3 Ionen
Het zijn geladen atomen of geladen atoomgroepen, er zijn anionen (-) en kationen (+).
Mono-atomische ionen zijn geladen atomen met eenvoudige ionen (Cu2+) stabiele hebben elektronenstructuur v/e edelgas.
Poly-atomische ionen zijn meerdere atomen (SO42-), gebonden in een structuureenheid die een elektrische lading draagt.
Hoofdstuk 1: de atoomstructuur van de materie (pagina 1 30)
1 Atomen en moleculen
1.1 Zuivere stoffen en mengsels
Zuivere stof:
Wat: verzameling van dezelfde soort moleculen
Eigenschappen: bepaalde voorkomenstoestand, homogeen (dezelfde fysische en chemische eigenschappen),
welbepaalde chemische samenstelling
Mengsel:
Wat: verzameling van verschillende moleculen of dezelfde moleculen in eenzelfde fase
Eigenschappen: heterogeen (verschillende fysische en/of chemische eigenschappen) (uitzondering: gasmengsels)
zie fysische eigenschappen water en ijs: dichtheid ijs < dichtheid water
homogene delen (= fasen) zijn afgegrensd chemische eigenschappen water en ijs blijven gelijk
1.2 Moleculen, samengestelde en enkelvoudige stoffen
Molecule: kleinste onderdeel van zuivere stof met dezelfde constante samenstelling
Atoom: kleinste materiedeeltje van een molecule (behouden identiteit in chemische reacties)
Element: bepaalde atoomsoort (in periodiek systeem staan deze gerangschikt)
Enkelvoudige stof: één soort atomen van een element in een moleculen (H2, Ar, O2)
Samengestelde stof: meerdere soorten atomen van een element in een moleculen (H2O, SF6)
1.3 Atomen en subatomaire deeltjes
Atomen:
Wat: kleinste materiedeeltje van een molecule (behouden identiteit in chemische reacties
Samenstelling (4): ronde lichaampjes + geen lading (= elektrisch neutraal) + kern met protonen (+) en neutronen (/),
hierrond bewegen elektronen (−) + elk atoom bevat evenveel elektronen als protonen
Massa: bepaald door massa van kern (massa elektron is zeer klein = uitsluitbaar)
Omvang: bepaald door elektronenwolk (banen die elektronen beschrijven in beweging)
1,6022.10−19 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏 = 1 e l e = elementaire ladingseenheid van proton (+1 𝑒 𝑙 𝑒) en elektron (− 1 𝑒 𝑙 𝑒)
, 2
2 De chemische elementen
2.1 Kenmerkende grootheden van de elementen
In totaal zijn er 117 elementen, waaronder een vijftiental de belangrijkste fractie van de massa van de bovenste aardkorst (H, C, O,
N, Cl, Na, Fe, Si, …)
Notatie van de Notatie: 𝐴
𝑍𝑋
elementen Massagetal A: som van aantal protonen en neutronen i/d kern v/h atoom
massa van het atoom: voorbeeld: 𝑚(27 𝐴𝑙) = 27. 1,7 . 10−27 𝑘𝑔
Atoomnummer Z: het aantal protonen = aantal elektronen (indien neutraal)
Isotopen Wat: verschillend door aantal neutronen in kern (verschillende A, dezelfde Z)
Eigenschappen: dezelfde chemische eigenschappen (afhankelijk van elektronen)
verschillende fysische eigenschappen (afhankelijk van massa atomen)
Isotopenabundantie: samenstelling van het isotopenmengsel, %-verdeling isotopen v/e element
De absolute massa v/e element is de procentueel samengestelde som van de absolute massa’s van de
isotopen.
Relatieve Oorspronkelijk: eenheid = massa van H-atoom
atoommassa (mr)
Later: eenheid = 1/16 massa O-atoom
1961: eenheid = 1/12 massa 12
6𝐶 -atoom (= referentie-standaard = “1 u”)
1 u = 1,6606.10−27 𝑘𝑔 = massa proton + neutron
𝑚𝑟 = onbekend getal dat aangeeft hoeveel maal de massa van het atoom groter is dan de eenheid ‘u’
𝑚(35 𝐶𝑙)⁄
Voorbeeld: 𝑚𝑟 (35 𝐶𝑙) = 𝑢 ≈ 35
Opmerking:
12
6 protonen + 6 neutronen + 6 elektronen = 6𝐶
maar 𝑚( 126𝐶 ) ≠ ∑(6. 𝑚𝑝 + 6. 𝑚𝑛 + 6. 𝑚𝑒 ) aangezien:
1 u ≠ relatieve massa neutron + proton
massa elektron wordt verwaarloosd maar heeft eigenlijk wel en waarde
massadefect: bij vorming van kern uit protonen en neutronen komt energie vrij ten koste van
de massa van de reagerende deeltjes (= kernreactie)
→ afwijking stijgt naarmate atoom groter wordt
Relatieve = atoommassa’s van de isotopen v/h element optellen en door rekening te houden met het procentuele
atoommassa (Ar) aanwezigheid in het isotopenmengsel
, 3
De mol (n) = de eenheid van hoeveelheid van een materiesoort (Ostwald, 1900)
De omvang wordt aangegeven door de constante van Avogadro en bedraagt 𝑳 = 𝟔, 𝟎𝟐𝟐𝟏. 𝟏𝟎𝟐𝟑 𝒎𝒐𝒍−𝟏
één mol atoom telt 6,0221.1023 eenheden en heeft een massa gelijk aan de molaire massa.
De molaire massa = de massa van één mol atomen van een element X (uitgedrukt in gram per mol)
(MMx) Formule:
𝑴𝑴𝒙 = 𝑳. 𝒎𝑿
Besluit :
Eén mol van een element bevat 6,02.10 23 atomen en heeft een massa gelijk aan de molaire massa. De
molaire massa van een element is de atoommassa in gram/mol, en is de hoeveelheid materie die
6,02.1023 atomen bevat.
2.2 Het periodiek systeem van de elementen
2.2.1 Inleiding:
De wet v/d Periodiciteit van de elementen: de eigenschappen van de elementen zijn een periodische functie van het atoomnummer.
Horizontale rijen: perioden
Verticale kolommen: groepen
Bestaat uit de hoofdgroep (A) en de nevengroepen (B) (= overgangsmetalen): elementen met bepaalde zelfde eigenschappen.
De overgangsmetalen verschillen in eigenschappen v/d elementen v/d overeenstemmende hoofdgroepen.
2.2.2 Chemische informatie in het periodiek systeem
Globaal chemisch karakter:
links = metalen: sterkte eigenschappen nemen toe van boven naar onder + van rechts naar links
rechts = niet-metalen: sterkte eigenschappen nemen toe van onder naar boven + van links naar rechts
Overgangselementen: deels metaalkarakter, deels niet-metaalkarakter (trapgewijze tussen metalen en niet-metalen)
Overgangsmetalen: de grote groep tussen de overgangselementen en de B-groep
Valentie-elektronen: aantal elektronen op de buitenste schil
Groepnummer (NG): het aantal valentie-elektronen die voorkomen in de elektronenatmosfeer (IIIa: 3 valentie-elektronen)
2.3 Ionen
Het zijn geladen atomen of geladen atoomgroepen, er zijn anionen (-) en kationen (+).
Mono-atomische ionen zijn geladen atomen met eenvoudige ionen (Cu2+) stabiele hebben elektronenstructuur v/e edelgas.
Poly-atomische ionen zijn meerdere atomen (SO42-), gebonden in een structuureenheid die een elektrische lading draagt.
