Samenvatting algemene chemie

CEL 1 FYSISCHE EN CHEMISCHE GRONDSLAGEN – PARTIM ALGEMENE
CHEMIE

HOOFDSTUK 1: ATOMEN EN MOLECULEN: BASIS VAN BIOLOGISCHE SYSTEMEN

1.1 CHEMISCHE ELEMENTEN

Essentiële elementen in het menselijk lichaam:

 Meest voorkomende niet-metalen: C, H, O, N, P, S
 Meest voorkomende metalen: Ca, K, Na, Mg, Fe, Cu, Zn



 Belangrijkste in menselijk lichaam (60kg): 118 elementen

Koolstof (C): 11kg - 90 natuurlijk
 Waterstof (H): 6kg - 25 essentieel voor lichaam
 Zuurstof (O): 39kg
 Stikstof (N): 2kg 4 hoofdelementen
 Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg, (macromineralen)
 Fe, I, Cu, Zn,… (sporen) 7 macromineralen

1.2 IONEN EN MOLECULEN

Stabiele verbinding mogelijk ⇒ chemische binding: Ionbinding >>> cov binding >>> metaalbinding
 Zuivere ionbinding (M + nM)
o Ionaire bestanddelen: kationen & anionen, gerangschikt tot kristal
o Metaal + niet-metaal (bv. Na + Cl)
o Groot Δ EN
o Makkelijk oplosbaar in water
 Zuiver covalente binding ( nM + nM)
o Deling van elektron door beide bindingspartners; elektronen trekken kernen aan;
stabielere associatie dan atomen afzonderlijk
o Energienulpunt: oneindige afstand tss. atomen; atomen naderen tot bindingsafstand
met evenwicht tss. bindende & afstotende bijdragen
o Verbreking van covalente binding: bindingsenergie nodig (bindingsdissociatie-
enthalpie D)
o Vorming van binding stelt energie vrij
 Ionendistortie
o Positieve ion trekt elektronenwolk anion aan; ionendeformatie leidt tot
gepolariseerde covalente binding
o Afhankelijk van:
 Polariserend vermogen kation ~ Z+¿ / r ¿ (neemt toe m grotere lading&kleinere
afm
 Polariseerbaarheid anion ~ Z−¿∗r ¿ (hoe groter elektronenwolk, hoe
makkelijker deformeerbaar; grotere lading)
 Polarisatie van covalente binding
o Δ EN ⇒ dipoolmoment (-  +) (ENWp, polair karakter)

, o Elektrisch dipoolmoment p=e ⋅d
 Dipolaire binding
o Coördinatiecomplexen = coördinatieverbindingen
 Binding van metaalatoom of –ion met ligand (bv. Cl-, H2O, NH3)
 Covalente binding met partieel ionair karakter; elektronenpaar enkel
afkomstig van ligand
 Coördinatiegetal: aantal donoratomen aan metaalion gebonden in eerste
coördinatiesfeer
 Polydentaat ligand/cheland: ligand met meerdere donoratomen; complex =
chelaat ↔ monodentaat ligand; bv. ethyleendiamine: 2 N-donoratomen:
H2N-CH2-CH2-NH2
 Bindingssterkte tss. metaalion en liganden veel groter dan tussen complex ion
en tegenionen (bv.: bindingssterkte tss. Pt en (NH3)6 is op zich sterker dan de
bindingssterkte van [Pt(NH3)6]4+ en 4 Cl-

1.3 COMPLEXVORMING IN BIOLOGISCHE SYSTEMEN

- Myoglobine en hemoglobine: proteïnen die in staat zijn moleculaire zuurstof op een
reversibele wijze te binden (oxygenatie):
o Deoxymyoglobine + O2  oxymyoglobine
- Beide bevatten de heemgroep, d.i. een porphyrinering waarvan de 4N-donoren gesitueerd zijn
in het equatoriaal vlak van het oxtaëdrisch omringd Fe2+

, Hemoglobine voor transport

- Reversibele reactie waarbij hemoglobine
o Zowel O
o Als protonen (p+) binden (protonatie van basische groepen)
Hb.H+ + O2  HbO2 + H+
- Bij relatief lage pH
o Deoxyconformatie gestabiliseerd (in de weefsels)
- Bij relatief hoge pH (weinig zuurvormend oxide CO2) en veel O2
o Oxyconformatie gestabiliseerd (in de longen)


Koolstofmonoxide-vergiftiging

- inademen CO  leidt tot verstikking
- Oorzaak: CO molecule neemt axiale plaats van O2 in
- Hoe komt dat??? CO is een veel sterker ligand: bezit naast σ-donor ook
π-acceptoreigenschappen
- Gevolg:
o Vorming van carboxyhemoglobine is irreversibel proces
o Hemoglobine niet meer beschikbaar voor zuurstoftransport
o Verstikking



HOOFDSTUK 2: INTERMOLECULAIRE KRACHTEN – GECONDENSEERDE FASEN

2.1 TYPES INTERMOLECULAIRE KRACHTEN

Intermoleculaire krachten zijn krachten tussen de moleculen (of deeltjes) onderling

Intramoleculaire krachten zijn krachten binnenin de moleculen (bv. Covalente binding)



Bij hoge T: Ekin >> attractie-energie  gastoestand (mol. op zichzelf, geen interactie)

Rotatie, translatie, vibratie

Bij lagere T: Ekin  attractie-energie  vloeibare toestand (bewegen))

Translatie, vibratie

Bij lage T: Ekin << attractie-energie  vaste toestand

vibratie

2.1.1 DIPOOL-DIPOOLINTERACTIEKRACHTEN (VDW-KRACHT)
 Tussen polaire moleculen (bv. HCl)
 Partieel positieve kant aangetrokken door partieel negatieve kant (e -: +  -)
 In binaire moleculen: voorspelling via EN
 Voor meeratomige moleculen
o Dipoolmoment = Σ dipoolvectoren (-  +)