Hoofdstuk 6 Koolstofverbindingen Scheikunde vwo 4
§6.2 Koolwaterstoffen
Alle verbindingen die uitsluitend bestaan uit koolstofatomen en waterstofatomen,
noem je koolwaterstoffen.
Koolwaterstoffen kunnen vertakt en onvertakt zijn.
- Onvertakt koolwaterstofmolecuul: elk C-atoom is met 1 of
2 andere C-atomen verbonden.
- Vertakt koolwaterstofmolecuul: komt minstens 1 C-atoom voor dat met 3 of 4
andere C-atomen is verbonden.
Koolwaterstoffen kun je onderbrengen in een aantal groepen. Een homologe reeks is
een groep stoffen met dezelfde algemene formule. De verhouding tussen het aantal
C-atomen en het aantal H-atomen in de moleculen van alle stoffen uit 1 homologe reeks
is gelijk. Een voorbeeld van zo’n homologe reeks zijn de alkanen; de algemene formule
is CnH2n+2. Voor n = 1, volgt uit de algemene formule; C1H2+2 = CH4 = methaan.
Er is maar 1 manier om een molecuul CH4 te bouwen, dat geldt ook voor C2H6 en C3H8.
Pas bij C4H10 kom je een probleem tegen. Dan kun je namelijk 2 verschillende
koolstofskeletten maken, de ene onvertakt, de andere vertakt.
Uit 4 C-atomen en 10 H-atomen kun je dus 2 verschillende moleculen bouwen. Dat wil
zeggen dat er dus 2 verschillende stoffen bestaan die allebei de molecuulformule C4H10
hebben. Dit verschijnsel heet isomerie en de 2 verschillende stoffen zijn isomeren. Hoe
meer C-atomen, hoe meer mogelijkheden en het aantal isomeren neemt toe.
De koolwaterstoffen zijn verdeeld in 4 subklassen:
- verzadigde koolwaterstoffen
- onverzadigde koolwaterstoffen
- cyclische koolwaterstoffen
- aromaten
Verzadigde en onverzadigde koolwaterstoffen
- Verzadigd koolwaterstofmolecuul: uitsluitend enkele atoombindingen tussen
C-atomen. De eenvoudigste groep zijn de alkanen (CnH2n+2).
- Onverzadigd koolwaterstofmolecuul: tussen C-atomen 1 of meer dubbele
atoombindingen. Een bestanddeel van benzine is een stof met de formule C4H8.
Je kunt, rekening houdend met de covalentie van C en H, 2 structuurformules
voor deze stof opstellen. De homologe reeks, waar deze stoffen toebehoren,
, bestaan uit koolwaterstoffen met de algemene formule C2H2n. Deze stoffen
heten alkenen.
Kenmerk van alkeen is de aanwezigheid van een
dubbele binding tussen 2 C-atomen. Van etheen en propeen kun je maar 1
structuurformule bedenken. Vanaf 4 C-atomen per molecuul treedt isomerie op, zoals je
ziet aan structuurformules van C4H8.
Er zijn ook onverzadigde stoffen met een driedubbele binding tussen 2 C-atomen. Als je
de mogelijk structuurformule voor de verbinding C3H4 tekent, kom je tot
De homologe reeks, waar deze stoffen toebehoren, bestaat uit koolwaterstoffen met de
algemene formule C2H2n–2. De stoffen van deze homologe reeks heten alkynen.
Alkanen: CnH2n+2
Alkenen: C2H2n
Alkynen: C2H2n–2
Cyclische koolwaterstoffen
Cyclische koolwaterstoffen zijn stoffen met moleculen waar een ring van C-atomen in
voorkomt. De homologe reeks van stoffen, die voldoen aan de algemene formule CnH2n
zijn de cycloalkanen. Ze zijn isomeer met de alkenen. Het aantal mogelijke isomeren
neemt hierdoor toe. Voor C4H8, waarvan je de structuurformules bij de alkenen zag, kun
je nog 2 structuurformules tekenen, namelijk:
Van de stof met de molecuulformule C5H10
bestaan wel 10 isomeren.
Als in het molecuul een ring voorkomt, spreek je van een cyclische verbinding.
Onvertakte en vertakte ketens noem je ook wel acyclisch/niet-cyclisch. Zie op blz 179
van vwo 4 boek figuur 6.5.
Aromaten
Sommige koolwaterstoffen bevatten een bijzondere ringstructuur, die is afgeleid van de
stof benzeen (C6H6). Dit heet aromaten. De afstand tussen alle C-atomen is benzeen
zijn gelijk. De 6 ‘extra’ elektronen verdelen zich gelijkmatig over alle C-atomen. Ze
worden meestal weergegeven met een cirkel binnen een regelmatige zeshoek.
§6.2 Koolwaterstoffen
Alle verbindingen die uitsluitend bestaan uit koolstofatomen en waterstofatomen,
noem je koolwaterstoffen.
Koolwaterstoffen kunnen vertakt en onvertakt zijn.
- Onvertakt koolwaterstofmolecuul: elk C-atoom is met 1 of
2 andere C-atomen verbonden.
- Vertakt koolwaterstofmolecuul: komt minstens 1 C-atoom voor dat met 3 of 4
andere C-atomen is verbonden.
Koolwaterstoffen kun je onderbrengen in een aantal groepen. Een homologe reeks is
een groep stoffen met dezelfde algemene formule. De verhouding tussen het aantal
C-atomen en het aantal H-atomen in de moleculen van alle stoffen uit 1 homologe reeks
is gelijk. Een voorbeeld van zo’n homologe reeks zijn de alkanen; de algemene formule
is CnH2n+2. Voor n = 1, volgt uit de algemene formule; C1H2+2 = CH4 = methaan.
Er is maar 1 manier om een molecuul CH4 te bouwen, dat geldt ook voor C2H6 en C3H8.
Pas bij C4H10 kom je een probleem tegen. Dan kun je namelijk 2 verschillende
koolstofskeletten maken, de ene onvertakt, de andere vertakt.
Uit 4 C-atomen en 10 H-atomen kun je dus 2 verschillende moleculen bouwen. Dat wil
zeggen dat er dus 2 verschillende stoffen bestaan die allebei de molecuulformule C4H10
hebben. Dit verschijnsel heet isomerie en de 2 verschillende stoffen zijn isomeren. Hoe
meer C-atomen, hoe meer mogelijkheden en het aantal isomeren neemt toe.
De koolwaterstoffen zijn verdeeld in 4 subklassen:
- verzadigde koolwaterstoffen
- onverzadigde koolwaterstoffen
- cyclische koolwaterstoffen
- aromaten
Verzadigde en onverzadigde koolwaterstoffen
- Verzadigd koolwaterstofmolecuul: uitsluitend enkele atoombindingen tussen
C-atomen. De eenvoudigste groep zijn de alkanen (CnH2n+2).
- Onverzadigd koolwaterstofmolecuul: tussen C-atomen 1 of meer dubbele
atoombindingen. Een bestanddeel van benzine is een stof met de formule C4H8.
Je kunt, rekening houdend met de covalentie van C en H, 2 structuurformules
voor deze stof opstellen. De homologe reeks, waar deze stoffen toebehoren,
, bestaan uit koolwaterstoffen met de algemene formule C2H2n. Deze stoffen
heten alkenen.
Kenmerk van alkeen is de aanwezigheid van een
dubbele binding tussen 2 C-atomen. Van etheen en propeen kun je maar 1
structuurformule bedenken. Vanaf 4 C-atomen per molecuul treedt isomerie op, zoals je
ziet aan structuurformules van C4H8.
Er zijn ook onverzadigde stoffen met een driedubbele binding tussen 2 C-atomen. Als je
de mogelijk structuurformule voor de verbinding C3H4 tekent, kom je tot
De homologe reeks, waar deze stoffen toebehoren, bestaat uit koolwaterstoffen met de
algemene formule C2H2n–2. De stoffen van deze homologe reeks heten alkynen.
Alkanen: CnH2n+2
Alkenen: C2H2n
Alkynen: C2H2n–2
Cyclische koolwaterstoffen
Cyclische koolwaterstoffen zijn stoffen met moleculen waar een ring van C-atomen in
voorkomt. De homologe reeks van stoffen, die voldoen aan de algemene formule CnH2n
zijn de cycloalkanen. Ze zijn isomeer met de alkenen. Het aantal mogelijke isomeren
neemt hierdoor toe. Voor C4H8, waarvan je de structuurformules bij de alkenen zag, kun
je nog 2 structuurformules tekenen, namelijk:
Van de stof met de molecuulformule C5H10
bestaan wel 10 isomeren.
Als in het molecuul een ring voorkomt, spreek je van een cyclische verbinding.
Onvertakte en vertakte ketens noem je ook wel acyclisch/niet-cyclisch. Zie op blz 179
van vwo 4 boek figuur 6.5.
Aromaten
Sommige koolwaterstoffen bevatten een bijzondere ringstructuur, die is afgeleid van de
stof benzeen (C6H6). Dit heet aromaten. De afstand tussen alle C-atomen is benzeen
zijn gelijk. De 6 ‘extra’ elektronen verdelen zich gelijkmatig over alle C-atomen. Ze
worden meestal weergegeven met een cirkel binnen een regelmatige zeshoek.
