Samenvatting celbiologie – DT1
HC1 – Bio-organische chemie
- Leven: een zichzelf in stand houdend chemisch systeem met Darwiniaanse evolutie
capaciteit.
- LUCA had met het leven van nu DNA/RNA, eiwitten en vetten gemeen.
- Elektronen: zitten in orbitalen rond de kern, bijna geen massa en zijn negatief geladen.
- Kern: klein maar relatief grote massa, bevat protonen met positieve lading en neutronen
zonder lading, neutron en proton hebben dezelfde massa.
- Elementen in het heelal, aarde en de mens verschillen.
- Heelal vooral waterstof en helium, aarde vooral zuurstof en silicium en de cel
vooral zuurstof, waterstof, koolstof en stikstof.
- Elementen die in het periodiek systeem onder elkaar staan lijken erg op elkaar.
- Koolstof en silicium hebben echter niet dezelfde levensvatbare
eigenschappen (hoogstwaarschijnlijk doordat koolstof veel meer verschillende
bindingen aan kan gaan dan silicium).
- Moleculen (zoals geneesmiddelen) interacteren per definitie met eiwitten (proteïnen).
- Koolstof: het “organische” element
- Diamant en grafiet bestaan beiden uit koolstof, maar hebben hele verschillende
eigenschappen (stroomgeleiding, hardheid, doorzichtigheid).
- C: atoomnummer 6 (betekent dat er 6 protonen in de kern zitten), massagetal 12
(totaal van protonen en neutronen), als er meer neuronen dan normaal inzitten heet
het een isotoop, evenveel elektronen als protonen.
- Het atoommodel
- Elementen in het periodieksysteem zijn per rij (periode) in te delen op hoeveel
elektronen ze in hun schil hebben.
- Periode 1: 2 elektronen, periode 2: 10 elektronen, periode 3: 18 elektronen.
- Elektronen zitten in orbitalen (ruimtes) beschreven door golffuncties.
- Elk orbitaal kan maximaal 2 elektronen bevatten.
- Golffuncties beschrijven de kans dat je op een bepaalde plek een elektron aantreft
door middel van afstand en richting.
- Bij elektronen maakt alleen de afstand uit, de richting niet.
- Elke schil heeft slechts één s-orbitaal (in een bolvorm).
- Per schil wordt de radius van de bolvorm groter.
- Per schil zijn er drie p-orbitalen (halter (8) vorm).
- P-orbitaal langs de x-as (horizontaal), y-as (verticaal) en z-as (diepte).
- Als de schillen vol zitten, zijn de atomen op hun stabielst. Dit heet de
edelgasconfiguratie (voor periode 1 betekent dat 2 elektronen, voor periode 2 8
elektronen, voor periode 3 18 elektronen).
- Alleen edelgassen hebben dit uit zichzelf vol, en de andere atomen streven
hiernaar.
- Elektropositieve atomen (links van koolstof in het systeem) geven hun
, elektronen af (elektronen stuwend).
- Elektronegatieve atomen (rechts van koolstof in het systeem) willen
hun elektronen aanvullen met andere elektronen (elektronen zuigend).
- Koolstof kan zowel elektronegatief als elektropositief zijn.
- Alleen de buitenste (=valentie) elektronen tellen
- Hoe kan koolstof een edelgasconfiguratie krijgen?
- Koolstof wil 4 elektronen erbij hebben (4 valentie-elektronen). Dit kan bijvoorbeeld
door met 4 H-atomen te binden, die ieder een elektron af willen staan (methaan).
- Wanneer zo’n binding getekend wordt met een streepje betekent dit dat er 2
elektronen zijn (één aan ieder uiteinde van het streepje).
- Tetragonaal koolstof (alkanen)
- 2 C’s met een enkele binding, met aan iedere C drie H-atomen (ethaan).
- Trigonaal koolstof (alkenen)
- 2 C’s met een dubbele binding, met aan iedere C twee H-atomen (ethyleen).
- Digonaal koolstof (alkynen)
- 2 C’s met een driedubbele binding, met aan iedere C één H-atoom (acetyleen).
- Lewis-structuur: vrije elektronenparen aangeven.
- Structuurformules tekenen: C-atomen worden nooit getekend, maar zijn hoekpunten. De
H-atomen die eromheen zitten worden ook niet getekend.
- Worden in een binding de elektronen eerlijk gedeeld?
- Wanneer er sprake is van een covalente (apolaire) binding zijn alle elektronen eerlijk
verdeeld.
- Wanneer er sprake is van een ionogene ofwel zoutbinding (binding tussen
metaal/niet-metaal of zuur/base) zitten de ionen in een kristalstructuur.
, HC 2 – Ruimtelijke molecuulstructuur en bindingen
- Hoe ziet methaan er ruimtelijk uit?
- De elektronen zitten zo verdeeld in de orbitalen dat er 4
aanhechtingsplaatsen zijn. Hierdoor kan 1 H-atoom met het 2s
orbitaal overlappen en 3 H-atomen met de 2p orbitalen.
- Overlap ziet er zo uit.
- Deze weergave van
methaan klopt echter
niet met de
werkelijkheid. Om dit
wel te laten kloppen is
er hybridisatie van de
orbitalen nodig.
-
sp3-hybridisatie
- Treedt op bij vier-
omringd
koolstof.
- De ruimtelijke
structuur
van het molecuul wordt
hierdoor een tetraëder
met hoeken van 109
graden (3D).
-
Elektronegativiteit van
koolstof wordt door deze hybridisatie 2,3.
- sp2-hybridisatie
- Treedt op bij drie-omringd
koolstof (met dubbele
binding).
- De ruimtelijke structuur van
het molecuul wordt hierdoor
een trigonaal vlak met
hoeken van 120 graden (2D).
HC1 – Bio-organische chemie
- Leven: een zichzelf in stand houdend chemisch systeem met Darwiniaanse evolutie
capaciteit.
- LUCA had met het leven van nu DNA/RNA, eiwitten en vetten gemeen.
- Elektronen: zitten in orbitalen rond de kern, bijna geen massa en zijn negatief geladen.
- Kern: klein maar relatief grote massa, bevat protonen met positieve lading en neutronen
zonder lading, neutron en proton hebben dezelfde massa.
- Elementen in het heelal, aarde en de mens verschillen.
- Heelal vooral waterstof en helium, aarde vooral zuurstof en silicium en de cel
vooral zuurstof, waterstof, koolstof en stikstof.
- Elementen die in het periodiek systeem onder elkaar staan lijken erg op elkaar.
- Koolstof en silicium hebben echter niet dezelfde levensvatbare
eigenschappen (hoogstwaarschijnlijk doordat koolstof veel meer verschillende
bindingen aan kan gaan dan silicium).
- Moleculen (zoals geneesmiddelen) interacteren per definitie met eiwitten (proteïnen).
- Koolstof: het “organische” element
- Diamant en grafiet bestaan beiden uit koolstof, maar hebben hele verschillende
eigenschappen (stroomgeleiding, hardheid, doorzichtigheid).
- C: atoomnummer 6 (betekent dat er 6 protonen in de kern zitten), massagetal 12
(totaal van protonen en neutronen), als er meer neuronen dan normaal inzitten heet
het een isotoop, evenveel elektronen als protonen.
- Het atoommodel
- Elementen in het periodieksysteem zijn per rij (periode) in te delen op hoeveel
elektronen ze in hun schil hebben.
- Periode 1: 2 elektronen, periode 2: 10 elektronen, periode 3: 18 elektronen.
- Elektronen zitten in orbitalen (ruimtes) beschreven door golffuncties.
- Elk orbitaal kan maximaal 2 elektronen bevatten.
- Golffuncties beschrijven de kans dat je op een bepaalde plek een elektron aantreft
door middel van afstand en richting.
- Bij elektronen maakt alleen de afstand uit, de richting niet.
- Elke schil heeft slechts één s-orbitaal (in een bolvorm).
- Per schil wordt de radius van de bolvorm groter.
- Per schil zijn er drie p-orbitalen (halter (8) vorm).
- P-orbitaal langs de x-as (horizontaal), y-as (verticaal) en z-as (diepte).
- Als de schillen vol zitten, zijn de atomen op hun stabielst. Dit heet de
edelgasconfiguratie (voor periode 1 betekent dat 2 elektronen, voor periode 2 8
elektronen, voor periode 3 18 elektronen).
- Alleen edelgassen hebben dit uit zichzelf vol, en de andere atomen streven
hiernaar.
- Elektropositieve atomen (links van koolstof in het systeem) geven hun
, elektronen af (elektronen stuwend).
- Elektronegatieve atomen (rechts van koolstof in het systeem) willen
hun elektronen aanvullen met andere elektronen (elektronen zuigend).
- Koolstof kan zowel elektronegatief als elektropositief zijn.
- Alleen de buitenste (=valentie) elektronen tellen
- Hoe kan koolstof een edelgasconfiguratie krijgen?
- Koolstof wil 4 elektronen erbij hebben (4 valentie-elektronen). Dit kan bijvoorbeeld
door met 4 H-atomen te binden, die ieder een elektron af willen staan (methaan).
- Wanneer zo’n binding getekend wordt met een streepje betekent dit dat er 2
elektronen zijn (één aan ieder uiteinde van het streepje).
- Tetragonaal koolstof (alkanen)
- 2 C’s met een enkele binding, met aan iedere C drie H-atomen (ethaan).
- Trigonaal koolstof (alkenen)
- 2 C’s met een dubbele binding, met aan iedere C twee H-atomen (ethyleen).
- Digonaal koolstof (alkynen)
- 2 C’s met een driedubbele binding, met aan iedere C één H-atoom (acetyleen).
- Lewis-structuur: vrije elektronenparen aangeven.
- Structuurformules tekenen: C-atomen worden nooit getekend, maar zijn hoekpunten. De
H-atomen die eromheen zitten worden ook niet getekend.
- Worden in een binding de elektronen eerlijk gedeeld?
- Wanneer er sprake is van een covalente (apolaire) binding zijn alle elektronen eerlijk
verdeeld.
- Wanneer er sprake is van een ionogene ofwel zoutbinding (binding tussen
metaal/niet-metaal of zuur/base) zitten de ionen in een kristalstructuur.
, HC 2 – Ruimtelijke molecuulstructuur en bindingen
- Hoe ziet methaan er ruimtelijk uit?
- De elektronen zitten zo verdeeld in de orbitalen dat er 4
aanhechtingsplaatsen zijn. Hierdoor kan 1 H-atoom met het 2s
orbitaal overlappen en 3 H-atomen met de 2p orbitalen.
- Overlap ziet er zo uit.
- Deze weergave van
methaan klopt echter
niet met de
werkelijkheid. Om dit
wel te laten kloppen is
er hybridisatie van de
orbitalen nodig.
-
sp3-hybridisatie
- Treedt op bij vier-
omringd
koolstof.
- De ruimtelijke
structuur
van het molecuul wordt
hierdoor een tetraëder
met hoeken van 109
graden (3D).
-
Elektronegativiteit van
koolstof wordt door deze hybridisatie 2,3.
- sp2-hybridisatie
- Treedt op bij drie-omringd
koolstof (met dubbele
binding).
- De ruimtelijke structuur van
het molecuul wordt hierdoor
een trigonaal vlak met
hoeken van 120 graden (2D).
