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BLT 02 ALGEMENE CHEMIE
INHOUD
1 Atoombouw en periodiek systeem der elementen ....................................................................................................... 7
1.3 situering ............................................................................................................................................................. 7
1.4 Evolutie van het atoommodel .............................................................................................................................. 7
Democratis (460-380 v.C.) ..................................................................................................................................... 7
Dalton (1766-1844) ............................................................................................................................................... 7
Thomson (1856-1940) ........................................................................................................................................... 7
Rutherford (1871-1937) ......................................................................................................................................... 7
Bohr (1885-1962): schillendmodel ......................................................................................................................... 8
Sommerfeld (1868-1951) ....................................................................................................................................... 8
Tijdlijn .................................................................................................................................................................. 8
1.5 Voorstelling atoom .............................................................................................................................................. 9
Lading .................................................................................................................................................................. 9
Atoomnummer + massagetal ................................................................................................................................. 9
Isotopen ............................................................................................................................................................... 9
Relatieve en absolute atoommassa ....................................................................................................................... 9
1.6 Het periodiek systeem van de elementen ........................................................................................................... 11
Verband tss rangschikking in PSE en elektronenconfiguratie .................................................................................. 11
Verband tss plaats in PSE en eigenschappen van elementen (3) ............................................................................ 11
2. De chemische binding ............................................................................................................................................ 13
2.3 Situering ........................................................................................................................................................... 13
2.4 Wrm en hoe combineren de atomen zich? .......................................................................................................... 13
2.5 De ionbinding.................................................................................................................................................... 14
Ontstaan van ionbinding ...................................................................................................................................... 14
Energiebalans bij de vorming van een ionbinding .................................................................................................. 14
Kristalstructuur van ionenverbindingen ................................................................................................................ 17
2.6 De covalente binding of atoombinding................................................................................................................ 18
Aard van de binding ............................................................................................................................................. 18
Stabiliteit van de covalente binding ...................................................................................................................... 18
Voorstelling van covalente bindeingen: Lewisformules .......................................................................................... 18
Mesomerie of resonantie ..................................................................................................................................... 18
Tekortkomingen van de lewisformule ................................................................................................................... 18
Valentieschil-elektronenpaar-repulsie-theorie (VSPER) ......................................................................................... 18
2.7 De metaalbinding .............................................................................................................................................. 19
Binding tussen metaalatomen ............................................................................................................................. 19
Kristalstructuur ................................................................................................................................................... 19
,2
Eigenschappe nvan metalen ................................................................................................................................ 19
Legeringen .......................................................................................................................................................... 19
3. Stofklassen en hun naamgeving .............................................................................................................................. 20
3.3 Situering ........................................................................................................................................................... 20
3.4 Indeling zuivere stoffen ...................................................................................................................................... 20
Enkelvoudige en samengestelde stoffen ............................................................................................................... 20
Formulevorming van de zuivere stoffen ................................................................................................................ 20
3.5 Het oxidatiegetal ............................................................................................................................................... 21
Definitie ............................................................................................................................................................. 21
Bepaling OT ........................................................................................................................................................ 21
Mogelijke oxidatiegetallen van de atomen ............................................................................................................ 21
3.6 Indeling van de enkelvoudige sotffen .................................................................................................................. 21
3.7 indeling van samengestelde stoffen ................................................................................................................... 21
3.8 Indeling van de minerale stoffen ........................................................................................................................ 22
Zuren ................................................................................................................................................................. 22
Zouten................................................................................................................................................................ 24
hydroxiden ......................................................................................................................................................... 26
Oxiden ............................................................................................................................................................... 27
Samenhang stofklassen ...................................................................................................................................... 28
3.9 Complexe verbindingen ..................................................................................................................................... 30
Complexe ionen.................................................................................................................................................. 30
Hydraten ............................................................................................................................................................ 31
Coördinatiegetal ................................................................................................................................................. 31
Chelaatvormers .................................................................................................................................................. 31
4. Stoffen oplossen .................................................................................................................................................... 32
4.3 Situering ........................................................................................................................................................... 32
2.4 Indeling van mengsels ................................................................................................................................... 32
4.5 Polariteit van covalente bindingen en moleculen ................................................................................................ 33
Polaire en apolaire bindingen ............................................................................................................................... 33
Polaire en apolaire moleculen ............................................................................................................................. 33
4.6 inter-en intramoleculaire krachten ..................................................................................................................... 34
Ionkrachten ........................................................................................................................................................ 34
Dipool-dipool krachten........................................................................................................................................ 34
(London)dispertie krachten ................................................................................................................................. 34
Waterstofbruggen ............................................................................................................................................... 35
Ion-dipoolkrachten ............................................................................................................................................. 35
Overzicht ............................................................................................................................................................ 35
4.7 Oplosbaarheid .................................................................................................................................................. 36
Oplosbaarheid polaire en apolaire stoffen ............................................................................................................ 36
,3
Oplosbaarheid ionen en polaire oplosmiddelen .................................................................................................... 36
Samengevat ....................................................................................................................................................... 36
4.8 Eigenschappen van ionaire verbindingen ............................................................................................................ 37
4.9 eigenschappenvan covalente verbindingen ........................................................................................................ 37
Metaalbindingen .................................................................................................................................................... 37
5.Chemisch rekenen .................................................................................................................................................. 38
5.4 atoommassa .................................................................................................................................................... 38
5.5 Molecuulmassa (M) ........................................................................................................................................... 38
5.6 Mol (n) .............................................................................................................................................................. 38
5.7 Massa (m) ......................................................................................................................................................... 38
5.8 Molair volume van een gas ................................................................................................................................. 38
5.9 concentratie ..................................................................................................................................................... 39
5.10 Aanmaken van een oplossing – Toepassing formules ......................................................................................... 40
5.11 Verdunnen en mengen van oplossing ............................................................................................................... 40
Mengen van oplossing ......................................................................................................................................... 40
Verdunnen van oplossing .................................................................................................................................... 40
5.12 Reactievergelijking .......................................................................................................................................... 41
5.13 Soorten Chemische Reacties ........................................................................................................................... 41
Indeling volgens de samenstelling van de reagentia .............................................................................................. 41
Indeling volgens reactiemechanisme ................................................................................................................... 41
5.14 Wetmatigheden bij een chemische reactie ....................................................................................................... 42
Massawetten ...................................................................................................................................................... 42
Gaswetten of volumewetten ................................................................................................................................ 42
5.15 Stoichiometrie ................................................................................................................................................ 43
Reactievergelijking interpreteren .......................................................................................................................... 43
Molschema ........................................................................................................................................................ 43
Limiterend reagens ............................................................................................................................................. 43
6. Thermochemie ....................................................................................................................................................... 44
6.1 Even opfrissen .................................................................................................................................................. 44
6.3 situering ........................................................................................................................................................... 44
6.4 Energie ............................................................................................................................................................. 44
1ste wet van de thermodynamica .......................................................................................................................... 44
Inwendige energie (U) .......................................................................................................................................... 45
6.5 Reactiewarmte Q en druk-volume arbeid ............................................................................................................ 46
6.6 Enthalpie (H) en reacite-enthapie (∆H) ............................................................................................................... 46
Wat is enthalpie .................................................................................................................................................. 46
Reactie-energie (∆U) en reactie-enthalpie (∆H) ..................................................................................................... 47
De thermodynamische standaartoestand ............................................................................................................ 47
Thermochemische reactievgl ............................................................................................................................... 47
, 4
Soorten enthalpieverandering .............................................................................................................................. 47
6.7 Entropie (S) ....................................................................................................................................................... 48
Waarom grijpen sommige reactie spontaan plaats, andere niet? ........................................................................... 48
Definitie en factoren die de entropie beïnvloeden ................................................................................................. 48
6.8 Gibbs vrije energie (G) ....................................................................................................................................... 49
Definitie ............................................................................................................................................................. 49
Gibbs vrije energie en de spontaniteit van een proces ........................................................................................... 49
Vrije energie en chemisch evenwicht .................................................................................................................... 49
7. Reactiekinetiek ...................................................................................................................................................... 50
7.3 Situering ........................................................................................................................................................... 50
7.4 Modelvoorstelling van een chemische reactie ..................................................................................................... 50
Enthalpiediagram................................................................................................................................................ 50
Botsingstheorie................................................................................................................................................... 50
7.5 Kwalitatieve studie: factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden ......................................................................... 52
Verdelingsgraad .................................................................................................................................................. 52
Temperatuur ....................................................................................................................................................... 52
Concentratie ...................................................................................................................................................... 52
Katalysator ......................................................................................................................................................... 53
Licht ................................................................................................................................................................... 53
Samengevat ....................................................................................................................................................... 53
7.6 Kwantitatieve studie .......................................................................................................................................... 54
Definitie van reactiesnelheid ............................................................................................................................... 54
Snelheidswetten ................................................................................................................................................. 54
8. Chemisch evenwicht .............................................................................................................................................. 58
8.3 Situering ........................................................................................................................................................... 58
8.4 De wet van het chemisch evenwicht ................................................................................................................... 58
8.5 Toepassingen van het chemisch evenwicht ........................................................................................................ 59
Omvang van de reactie ........................................................................................................................................ 59
Reactiequotiënt Q ............................................................................................................................................... 59
8.6 Verschuiven van het chemisch evenwicht .......................................................................................................... 60
Verschuiven van evenwicht door concentratieverandering .................................................................................... 60
Verschuiven van het evenwicht door drukverandering ........................................................................................... 60
Verschuiven van het evenwicht door temperatuursverandering ............................................................................. 60
Wet van Le Chatelier – van ’t Hoff ......................................................................................................................... 61
Katalysator en evenwicht..................................................................................................................................... 61
9. Zuur-base evenwichten .......................................................................................................................................... 62
9.3 Zuur-base theorieën .......................................................................................................................................... 62
zuur-base theorie van Arrhenius .......................................................................................................................... 62
Definities volgens BRønsted en Lowry .................................................................................................................. 62
BLT 02 ALGEMENE CHEMIE
INHOUD
1 Atoombouw en periodiek systeem der elementen ....................................................................................................... 7
1.3 situering ............................................................................................................................................................. 7
1.4 Evolutie van het atoommodel .............................................................................................................................. 7
Democratis (460-380 v.C.) ..................................................................................................................................... 7
Dalton (1766-1844) ............................................................................................................................................... 7
Thomson (1856-1940) ........................................................................................................................................... 7
Rutherford (1871-1937) ......................................................................................................................................... 7
Bohr (1885-1962): schillendmodel ......................................................................................................................... 8
Sommerfeld (1868-1951) ....................................................................................................................................... 8
Tijdlijn .................................................................................................................................................................. 8
1.5 Voorstelling atoom .............................................................................................................................................. 9
Lading .................................................................................................................................................................. 9
Atoomnummer + massagetal ................................................................................................................................. 9
Isotopen ............................................................................................................................................................... 9
Relatieve en absolute atoommassa ....................................................................................................................... 9
1.6 Het periodiek systeem van de elementen ........................................................................................................... 11
Verband tss rangschikking in PSE en elektronenconfiguratie .................................................................................. 11
Verband tss plaats in PSE en eigenschappen van elementen (3) ............................................................................ 11
2. De chemische binding ............................................................................................................................................ 13
2.3 Situering ........................................................................................................................................................... 13
2.4 Wrm en hoe combineren de atomen zich? .......................................................................................................... 13
2.5 De ionbinding.................................................................................................................................................... 14
Ontstaan van ionbinding ...................................................................................................................................... 14
Energiebalans bij de vorming van een ionbinding .................................................................................................. 14
Kristalstructuur van ionenverbindingen ................................................................................................................ 17
2.6 De covalente binding of atoombinding................................................................................................................ 18
Aard van de binding ............................................................................................................................................. 18
Stabiliteit van de covalente binding ...................................................................................................................... 18
Voorstelling van covalente bindeingen: Lewisformules .......................................................................................... 18
Mesomerie of resonantie ..................................................................................................................................... 18
Tekortkomingen van de lewisformule ................................................................................................................... 18
Valentieschil-elektronenpaar-repulsie-theorie (VSPER) ......................................................................................... 18
2.7 De metaalbinding .............................................................................................................................................. 19
Binding tussen metaalatomen ............................................................................................................................. 19
Kristalstructuur ................................................................................................................................................... 19
,2
Eigenschappe nvan metalen ................................................................................................................................ 19
Legeringen .......................................................................................................................................................... 19
3. Stofklassen en hun naamgeving .............................................................................................................................. 20
3.3 Situering ........................................................................................................................................................... 20
3.4 Indeling zuivere stoffen ...................................................................................................................................... 20
Enkelvoudige en samengestelde stoffen ............................................................................................................... 20
Formulevorming van de zuivere stoffen ................................................................................................................ 20
3.5 Het oxidatiegetal ............................................................................................................................................... 21
Definitie ............................................................................................................................................................. 21
Bepaling OT ........................................................................................................................................................ 21
Mogelijke oxidatiegetallen van de atomen ............................................................................................................ 21
3.6 Indeling van de enkelvoudige sotffen .................................................................................................................. 21
3.7 indeling van samengestelde stoffen ................................................................................................................... 21
3.8 Indeling van de minerale stoffen ........................................................................................................................ 22
Zuren ................................................................................................................................................................. 22
Zouten................................................................................................................................................................ 24
hydroxiden ......................................................................................................................................................... 26
Oxiden ............................................................................................................................................................... 27
Samenhang stofklassen ...................................................................................................................................... 28
3.9 Complexe verbindingen ..................................................................................................................................... 30
Complexe ionen.................................................................................................................................................. 30
Hydraten ............................................................................................................................................................ 31
Coördinatiegetal ................................................................................................................................................. 31
Chelaatvormers .................................................................................................................................................. 31
4. Stoffen oplossen .................................................................................................................................................... 32
4.3 Situering ........................................................................................................................................................... 32
2.4 Indeling van mengsels ................................................................................................................................... 32
4.5 Polariteit van covalente bindingen en moleculen ................................................................................................ 33
Polaire en apolaire bindingen ............................................................................................................................... 33
Polaire en apolaire moleculen ............................................................................................................................. 33
4.6 inter-en intramoleculaire krachten ..................................................................................................................... 34
Ionkrachten ........................................................................................................................................................ 34
Dipool-dipool krachten........................................................................................................................................ 34
(London)dispertie krachten ................................................................................................................................. 34
Waterstofbruggen ............................................................................................................................................... 35
Ion-dipoolkrachten ............................................................................................................................................. 35
Overzicht ............................................................................................................................................................ 35
4.7 Oplosbaarheid .................................................................................................................................................. 36
Oplosbaarheid polaire en apolaire stoffen ............................................................................................................ 36
,3
Oplosbaarheid ionen en polaire oplosmiddelen .................................................................................................... 36
Samengevat ....................................................................................................................................................... 36
4.8 Eigenschappen van ionaire verbindingen ............................................................................................................ 37
4.9 eigenschappenvan covalente verbindingen ........................................................................................................ 37
Metaalbindingen .................................................................................................................................................... 37
5.Chemisch rekenen .................................................................................................................................................. 38
5.4 atoommassa .................................................................................................................................................... 38
5.5 Molecuulmassa (M) ........................................................................................................................................... 38
5.6 Mol (n) .............................................................................................................................................................. 38
5.7 Massa (m) ......................................................................................................................................................... 38
5.8 Molair volume van een gas ................................................................................................................................. 38
5.9 concentratie ..................................................................................................................................................... 39
5.10 Aanmaken van een oplossing – Toepassing formules ......................................................................................... 40
5.11 Verdunnen en mengen van oplossing ............................................................................................................... 40
Mengen van oplossing ......................................................................................................................................... 40
Verdunnen van oplossing .................................................................................................................................... 40
5.12 Reactievergelijking .......................................................................................................................................... 41
5.13 Soorten Chemische Reacties ........................................................................................................................... 41
Indeling volgens de samenstelling van de reagentia .............................................................................................. 41
Indeling volgens reactiemechanisme ................................................................................................................... 41
5.14 Wetmatigheden bij een chemische reactie ....................................................................................................... 42
Massawetten ...................................................................................................................................................... 42
Gaswetten of volumewetten ................................................................................................................................ 42
5.15 Stoichiometrie ................................................................................................................................................ 43
Reactievergelijking interpreteren .......................................................................................................................... 43
Molschema ........................................................................................................................................................ 43
Limiterend reagens ............................................................................................................................................. 43
6. Thermochemie ....................................................................................................................................................... 44
6.1 Even opfrissen .................................................................................................................................................. 44
6.3 situering ........................................................................................................................................................... 44
6.4 Energie ............................................................................................................................................................. 44
1ste wet van de thermodynamica .......................................................................................................................... 44
Inwendige energie (U) .......................................................................................................................................... 45
6.5 Reactiewarmte Q en druk-volume arbeid ............................................................................................................ 46
6.6 Enthalpie (H) en reacite-enthapie (∆H) ............................................................................................................... 46
Wat is enthalpie .................................................................................................................................................. 46
Reactie-energie (∆U) en reactie-enthalpie (∆H) ..................................................................................................... 47
De thermodynamische standaartoestand ............................................................................................................ 47
Thermochemische reactievgl ............................................................................................................................... 47
, 4
Soorten enthalpieverandering .............................................................................................................................. 47
6.7 Entropie (S) ....................................................................................................................................................... 48
Waarom grijpen sommige reactie spontaan plaats, andere niet? ........................................................................... 48
Definitie en factoren die de entropie beïnvloeden ................................................................................................. 48
6.8 Gibbs vrije energie (G) ....................................................................................................................................... 49
Definitie ............................................................................................................................................................. 49
Gibbs vrije energie en de spontaniteit van een proces ........................................................................................... 49
Vrije energie en chemisch evenwicht .................................................................................................................... 49
7. Reactiekinetiek ...................................................................................................................................................... 50
7.3 Situering ........................................................................................................................................................... 50
7.4 Modelvoorstelling van een chemische reactie ..................................................................................................... 50
Enthalpiediagram................................................................................................................................................ 50
Botsingstheorie................................................................................................................................................... 50
7.5 Kwalitatieve studie: factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden ......................................................................... 52
Verdelingsgraad .................................................................................................................................................. 52
Temperatuur ....................................................................................................................................................... 52
Concentratie ...................................................................................................................................................... 52
Katalysator ......................................................................................................................................................... 53
Licht ................................................................................................................................................................... 53
Samengevat ....................................................................................................................................................... 53
7.6 Kwantitatieve studie .......................................................................................................................................... 54
Definitie van reactiesnelheid ............................................................................................................................... 54
Snelheidswetten ................................................................................................................................................. 54
8. Chemisch evenwicht .............................................................................................................................................. 58
8.3 Situering ........................................................................................................................................................... 58
8.4 De wet van het chemisch evenwicht ................................................................................................................... 58
8.5 Toepassingen van het chemisch evenwicht ........................................................................................................ 59
Omvang van de reactie ........................................................................................................................................ 59
Reactiequotiënt Q ............................................................................................................................................... 59
8.6 Verschuiven van het chemisch evenwicht .......................................................................................................... 60
Verschuiven van evenwicht door concentratieverandering .................................................................................... 60
Verschuiven van het evenwicht door drukverandering ........................................................................................... 60
Verschuiven van het evenwicht door temperatuursverandering ............................................................................. 60
Wet van Le Chatelier – van ’t Hoff ......................................................................................................................... 61
Katalysator en evenwicht..................................................................................................................................... 61
9. Zuur-base evenwichten .......................................................................................................................................... 62
9.3 Zuur-base theorieën .......................................................................................................................................... 62
zuur-base theorie van Arrhenius .......................................................................................................................... 62
Definities volgens BRønsted en Lowry .................................................................................................................. 62
