Samenvatting Thermodynamica
Fundamentals
F1. Atoms, ions and molecules
Atoomnummer (Z) = het aantal protonen in de kern.
→ Karakteriseert het atoom
Isotopen = atomen met hetzelfde atoomnummer, maar een verschillend
atoomzwaarte/atoomgewicht (A).
Cation = positief geladen ion (als gevolg van elektronverlies)
Anion = negatief geladen ion ( als gevolg van elektrontoename)
Bonding and nonbonding interactions
Bonding interacties:
• Ionische binding = ontstaat tussen elektrostatische aantrekkingskracht tussen cationen en
anionen.
• Covalente binding = ontstaat door het delen van elektronen en zorgt voor het ontstaan van
discrete moleculen
→ Belangrijkst in de biologie omdat het verantwoordelijk is voor de stabiliteit van organische
moleculen.
• Metaalbindingen = ontstaan wanneer atomen een of meer van hun elektronen in een
gemeenschappelijke zee kunnen samenvoegen en metalen met hun karakteristieke glans en
elektrische geleidbaarheid kunnen voortbrengen
Niet-bindende interacties:
• Waterstof bruggen = erg zwakke binding tussen H en N, O, F.
→ Belangrijk voor de vorm van macromoleculen
→ Omdat het erg zwak is verandert het de vorm die voor de functie van een enzym of
aminozuur zorgt.
• Van der Waals interactie = aantrekkingen tussen groepen van atomen op verschillende
plekken in macromoleculen of tussen verschillende moleculen.
Connectivity van een molecuul = het patroon dat wordt gevormd door covalente bindingen
→ Wordt weergegeven door de Lewis structuur.
Lone pair = elektronenpaar dat niet direct meedoet in de binding
→ Ook weergegeven in de Lewis structuur
Valence-shell electron repulsion theory (VSEPR) = selectie van regels waarin gebieden met
elektronendichtheid posities moeten innemen die hun afstoting minimaliseren, zoals tetrahedral
structuur.
,Structural and functional units
Polypeptides = gevormd van verschillende aminozuren (algemene vorm: NH2CHRCOOH)
Peptide link = -CONH-
Peptide residu = elke monomeer unit in de keten
Polynucleotides = aminozuren waarin de base-suiker-fosfaat units aan elkaar zitten door
phosfodiester bindingen.
Polysaccharides = polymeren van simpele carbohydraten aan elkaar gelinkd door een C-O-C groep.
Lipiden = lange ketens van hydrocarbons met verschillende polaire hoofdgroepen aan een einde van
een keten.
Lipid bilayer = bestaat uit twee lagen phospholipiden (een of meer hydrocarbon ketens aan een
fosfaatgroep) waarbij de polaire groep blootgesteld is aan de waterige omgeving aan elke kant van
het membraan.
Levels of structure
Structuren
o Primaire structuur = de volgorde waarin de units aan elkaar zijn gebonden in een polymeer
o Secondaire structuur = ruimtelijke ordening van een keten
o Tertiaire structuur = driedimensionale structuur van een macromolecuul
o Quaternaire structuur = hoe meerdere macromoleculen met elkaar binden tot een eiwit.
F2. Bul matter
Atomen, ionen en moleculen vormen samen bulkmateriaal.
States of matter
States of matter:
• Gas = deeltjes zitten erg ver uit elkaar en bewegen snel en ongeordend
• Vloeistof = deeltjes die in contact zijn, maar ook snel langs elkaar kunnen bewegen op een
beperkte manier
• Vast = deeltjes zijn in contact met elkaar en kunnen niet langs elkaar bewegen
➔ Het verschil tussen de drie staten is de vrijheid van de deeltjes om langs elkaar te kunnen
bewegen.
Physical state
Met fysieke toestand = een specifieke toestand van een materiemonster dat wordt beschreven in
termen van zijn fysieke vorm (gas, vloeistof of vast) en het volume, de druk, de temperatuur en de
hoeveelheid van de aanwezige stof.
, Twee monsters van een bepaalde stof bevinden zich in dezelfde toestand als ze in dezelfde toestand
zijn (dat wil zeggen, beide aanwezig zijn als gas, vloeistof of vaste stof) en als ze dezelfde massa,
volume, druk en temperatuur hebben.
International system (SI):
o Massa (m) in kg
o Volume (V) in cm³
o Hoeveelheid stof (n) in mol
o Druk (p) in Pa
o Temperatuur (T) in K
𝑁𝐴 = Constante van Avogadro = 6,022 x 10²³ mol‾¹
N = n𝑁𝐴
→ N = hoeveel stof er echt is (zonder eenheid)
N = m/M
→ M = molaire massa
Het atoomgewicht van een element is de numerieke waarde van de molaire massa van de atomen
die het bevat.
Mechanical equilibrium = wanneer de druk aan alle bij de kanten gelijk is.
Thermal equilibrium = wanneer twee voorwerpen dezelfde temperatuur hebben
Celcius = Kelvin – 273,15
Kelvin = Celcius + 273,15
Intensieve eigenschap = een eigenschap die onafhankelijk is van de grootte van het monster.
Extensieve eigenschap = een eigenschap die wel afhankelijk is van de grootte van het monster.
pV = nRT
→ R = gasconstante = 8,314 J/K/mol
→ Ideale gaswet
een echt gas, gedraagt zich meer en meer als een perfect gas naarmate de druk naar nul wordt
verlaagd.
Totale druk is alle druk bij elkaar opgeteld:
p = 𝑝𝐴 + 𝑝𝐵 +….
F3. Energie
Energie (E) = het vermogen om arbeid te verrichten.
Arbeid (w)= het proces om te bewegen in een tegengestelde kracht
F = ma
→ a = versnelling in m/s²
W = Fd
→ d = de afstand waarover de kracht wordt geleverd
Fundamentals
F1. Atoms, ions and molecules
Atoomnummer (Z) = het aantal protonen in de kern.
→ Karakteriseert het atoom
Isotopen = atomen met hetzelfde atoomnummer, maar een verschillend
atoomzwaarte/atoomgewicht (A).
Cation = positief geladen ion (als gevolg van elektronverlies)
Anion = negatief geladen ion ( als gevolg van elektrontoename)
Bonding and nonbonding interactions
Bonding interacties:
• Ionische binding = ontstaat tussen elektrostatische aantrekkingskracht tussen cationen en
anionen.
• Covalente binding = ontstaat door het delen van elektronen en zorgt voor het ontstaan van
discrete moleculen
→ Belangrijkst in de biologie omdat het verantwoordelijk is voor de stabiliteit van organische
moleculen.
• Metaalbindingen = ontstaan wanneer atomen een of meer van hun elektronen in een
gemeenschappelijke zee kunnen samenvoegen en metalen met hun karakteristieke glans en
elektrische geleidbaarheid kunnen voortbrengen
Niet-bindende interacties:
• Waterstof bruggen = erg zwakke binding tussen H en N, O, F.
→ Belangrijk voor de vorm van macromoleculen
→ Omdat het erg zwak is verandert het de vorm die voor de functie van een enzym of
aminozuur zorgt.
• Van der Waals interactie = aantrekkingen tussen groepen van atomen op verschillende
plekken in macromoleculen of tussen verschillende moleculen.
Connectivity van een molecuul = het patroon dat wordt gevormd door covalente bindingen
→ Wordt weergegeven door de Lewis structuur.
Lone pair = elektronenpaar dat niet direct meedoet in de binding
→ Ook weergegeven in de Lewis structuur
Valence-shell electron repulsion theory (VSEPR) = selectie van regels waarin gebieden met
elektronendichtheid posities moeten innemen die hun afstoting minimaliseren, zoals tetrahedral
structuur.
,Structural and functional units
Polypeptides = gevormd van verschillende aminozuren (algemene vorm: NH2CHRCOOH)
Peptide link = -CONH-
Peptide residu = elke monomeer unit in de keten
Polynucleotides = aminozuren waarin de base-suiker-fosfaat units aan elkaar zitten door
phosfodiester bindingen.
Polysaccharides = polymeren van simpele carbohydraten aan elkaar gelinkd door een C-O-C groep.
Lipiden = lange ketens van hydrocarbons met verschillende polaire hoofdgroepen aan een einde van
een keten.
Lipid bilayer = bestaat uit twee lagen phospholipiden (een of meer hydrocarbon ketens aan een
fosfaatgroep) waarbij de polaire groep blootgesteld is aan de waterige omgeving aan elke kant van
het membraan.
Levels of structure
Structuren
o Primaire structuur = de volgorde waarin de units aan elkaar zijn gebonden in een polymeer
o Secondaire structuur = ruimtelijke ordening van een keten
o Tertiaire structuur = driedimensionale structuur van een macromolecuul
o Quaternaire structuur = hoe meerdere macromoleculen met elkaar binden tot een eiwit.
F2. Bul matter
Atomen, ionen en moleculen vormen samen bulkmateriaal.
States of matter
States of matter:
• Gas = deeltjes zitten erg ver uit elkaar en bewegen snel en ongeordend
• Vloeistof = deeltjes die in contact zijn, maar ook snel langs elkaar kunnen bewegen op een
beperkte manier
• Vast = deeltjes zijn in contact met elkaar en kunnen niet langs elkaar bewegen
➔ Het verschil tussen de drie staten is de vrijheid van de deeltjes om langs elkaar te kunnen
bewegen.
Physical state
Met fysieke toestand = een specifieke toestand van een materiemonster dat wordt beschreven in
termen van zijn fysieke vorm (gas, vloeistof of vast) en het volume, de druk, de temperatuur en de
hoeveelheid van de aanwezige stof.
, Twee monsters van een bepaalde stof bevinden zich in dezelfde toestand als ze in dezelfde toestand
zijn (dat wil zeggen, beide aanwezig zijn als gas, vloeistof of vaste stof) en als ze dezelfde massa,
volume, druk en temperatuur hebben.
International system (SI):
o Massa (m) in kg
o Volume (V) in cm³
o Hoeveelheid stof (n) in mol
o Druk (p) in Pa
o Temperatuur (T) in K
𝑁𝐴 = Constante van Avogadro = 6,022 x 10²³ mol‾¹
N = n𝑁𝐴
→ N = hoeveel stof er echt is (zonder eenheid)
N = m/M
→ M = molaire massa
Het atoomgewicht van een element is de numerieke waarde van de molaire massa van de atomen
die het bevat.
Mechanical equilibrium = wanneer de druk aan alle bij de kanten gelijk is.
Thermal equilibrium = wanneer twee voorwerpen dezelfde temperatuur hebben
Celcius = Kelvin – 273,15
Kelvin = Celcius + 273,15
Intensieve eigenschap = een eigenschap die onafhankelijk is van de grootte van het monster.
Extensieve eigenschap = een eigenschap die wel afhankelijk is van de grootte van het monster.
pV = nRT
→ R = gasconstante = 8,314 J/K/mol
→ Ideale gaswet
een echt gas, gedraagt zich meer en meer als een perfect gas naarmate de druk naar nul wordt
verlaagd.
Totale druk is alle druk bij elkaar opgeteld:
p = 𝑝𝐴 + 𝑝𝐵 +….
F3. Energie
Energie (E) = het vermogen om arbeid te verrichten.
Arbeid (w)= het proces om te bewegen in een tegengestelde kracht
F = ma
→ a = versnelling in m/s²
W = Fd
→ d = de afstand waarover de kracht wordt geleverd
