Samenvatting Cel I algemene chemie

lOMoARcPSD|12869796




1Atomen en moleculen: basis van biologische systemen
1.1 Chemische elementen




 118 gekende elementen
o 90 natuurlijk – rest synthese
o 25 essentiële voor lichaam
 4 hoofdelementen: H, O, C, N
 7 macromineralen: K, Mg, Na, Ca, P, S, Cl
 21 sporenelementen

, lOMoARcPSD|12869796




1.2 Ionen en moleculen
-In de natuur komen alleen edelgassen voor als monoatomische deeltjes
-De rest:
o Enkelvoudige stoffen
o Verbindingen (als moleculen of als ionen)
Valentie-elektronen
 basis chemische binding
 herverdeling zorgt voor vorming van stabiele verbinding
 buitenzijde vh atoom
 elektronen die eerst in contact komen wanneer 2 atomen elkaar naderen
Ionaire bestanddelen
 kationen en anionen
 volgens welbepaald patroon geometrisch gerangschikt  kristalsstructuur
 tussen metalen en niet-metalen  groot verschil in delta EN
 samengehouden door de attractie tussen positieve en negatieve ionen
 geen geur in vaste toestand  deeltjes zijn niet in staat om te ontsnappen
 lossen goed op in water

Chemische binding
 krachten die de molecule bijeenhoudt
 voorgesteld door horizontaal streepje tussen de gebonden atomen
 komt tot stand doordat de molecule in gebonden toestand met een bedrag x kJ/mol stabieler is
dan in niet gebonden toestand

Covalente binding
- Niet-metaal + niet-metaal (zuivere covalente binding)
- Delen elektron
- identiteit van elektronen verdwijnt
- Energienulpunt: oneindige afstand tss. atomen; atomen naderen tot bindingsafstand
met evenwicht tss. bindende & afstotende bijdragen
- Verbreking van covalente binding: bindingsenergie nodig (bindingsdissociatie-enthalpie D)
- Vorming van binding stelt energie

vrij

TUSSENLIGGENDE TOESTANDEN

IONENDISTORTIE
- Positieve ion trekt elektronenwolk anion aan
- uiterste geval: ionendeformatie leidt tot gepolariseerde covalente binding
- Afhankelijk van:
o Polariserend vermogen kation:
• recht evenredig met de lading
• omgekeerd evenredig met de afmeting
o Polariserend vermogen anion:
• neemt toe met de lading
• neemt toe met de afmeting
POLARISATIE VAN COVALENTE BINDING
- Tussen 2 niet-identieke atomen  elektronendichtheid niet symmetrisch verdeeld  polair
karakter/dipoolmoment
- Δ EN ⇒ dipoolmoment
- hoe groter het verschil in EN, des te meer polair de binding is of hoe groter het dipoolmoment
- Elektrisch dipoolmoment: p=e⋅d

, lOMoARcPSD|12869796




1.3 De dipolaire binding
1.3.1 Coördinatiecomplexen

Een coördinatieverbinding of een complex-ion bestaat uit:
- Een centraal metaalatoom of -ion (Ag+, Cu2+, Cd2+, Ni2+)
o Lewis-zuur (e-paar-acceptor)
- omgeven door een aantal liganden
o Lewis-base (e-paar-donor)
- Binding tussen metaalion + ligand:
o liganden: neutrale moleculen of ionen die over een vrij elektronenpaar beschikken
waarlangs een covalente binding kan aangegaan
o Covalente binding met partieel ionair karakter
o Elektronenpaar enkel afkomstig van ligand (coördinatief covalente binding)
- Het coördinatiegetal van het centraal metaalion
o Aantal donoratomen dat aan het metaalion gebonden is in de eerste coördinatiesfeer
- Monodentaat ligand: 1 donoratoom per ligand (bv H2O)
- Polydentaat ligand (cheland): meerdere donoratomen per ligand
- principe: metaal-ligandbinding: coördinatief covalente binding
o gevormd doordat een gevuld orbitaal van het donoratoom overlapt met een ledig
hybrideorbitaal van het metaal(ion)
o

1.3.2 Geometrie van coördinatieverbindingen

- Hybride orbitalen die door het metaalion daartoe gebruikt worden zijn afhankelijk van
het aantal en de ruimtelijke rangschikking van de liganden



Geometrie Coördinatiegetal Hybridisatie

lineair 2 sp

trigonaal planair 3 sp2

tetraëdrisch 4 sp3

vierkant planair dsp2

vierkant piramidaal 5 d2sp2

trigonaal piramidaal dsp3

octaëdrisch 6 d2sp3




1.3.3 complexvorming in biologische systemen
- coördinatieeigenschappen van sommige metaalionen zijn essentieel
- andere werken toxisch

, lOMoARcPSD|12869796




- biomoleculen die onverzadigde macrocyclische ligandgroepen bevatten

- Myoglobine en hemoglobine: proteïnen die in staat zij moleculaire zuurstof op
een reversibele wijze te binden
- deoxymyoglobine + O2 ↔ oxymyoglobine
- Beide bevatten de heemgroep: porphyrinering met 4 N-donoren (tetradentaat ligand)
in equatoriaal vlak van octaëdrisch omringd Fe2+
- Langs axiale as: N-atoom van aminozuurrest (histidine-93)
- Zesde coördinatieplaats: moleculair zuurstof (via H-brug trouwens ook nog eens
gebonden aan histidinegroep (histidine-64)
- Deoxymyoglobine: geen O2
- Heemgroep in hydrofobe caviteit van myoglobinemolecule ⇒ afscherming tg. Water




6