Chemie en materie
Een beetje geschiedenis
Chemie = de wetenschap die probeert om het gedrag van materie te verklaren door het
gedrag van atomen en moleculen te bestuderen
Materie
Materie: alles wat een massa en een volume heeft
Een stof: een specifiek deel van de materie
De fysische toestand van materie: vast, vloeibaar of gasvormig
Materie komt voor in 3 fysische toestanden (= aggregatietoestanden): vast, vloeibaar of
gasvormig
Vaste toestand:
➔ De deeltjes bevinden zich op vaste plaatsen t.o.v. elkaar
➔ Atomen en moleculen zijn in rust, maar ze trillen rond een bepaalde
evenwichtspositie
➔ Vast volume en vaste vorm
➔ Kristallijne vaste stoffen: atomen en moleculen gerangschikt in regelmatige
patronen
➔ Amorfe vaste stoffen: geen regelmatige opbouw
Vloeibare stoffen:
➔ Deeltjes zijn vrij om te bewegen, maar ongeveer even ver van elkaar zoals in de
vaste stoffen
o Vast volume maar ze nemen de vorm aan van het vat waarin ze zich
bevinden
Gassen:
➔ Deeltjes kunnen vrij bewegen en bevinden zich op grote afstand van elkaar
➔ Samendrukbaar
Samenstelling van materie: elementen, verbindingen en mengsels
Heterogene mengsels: één of meer zichtbare fasegrenzen tussen de componenten
➔ Grenzen soms slechts onder een microscoop te zien
Homogene mengsels: geen zichtbare fasegrenzen, want componenten zijn gemengd
onder kleinste individuele vorm: atomen, ionen, moleculen.
➔ Heeft in elk punt dezelfde eigenschappen
1
,Oplossing: mengsel van twee of meer stoffen
➔ Kan zowel vast als vloeibaar zijn
Heterogene en homogene mengsels zijn altijd opgebouwd uit zuivere stoffen
➔ Zuivere stoffen hebben altijd een vaste samenstelling
➔ Worden afgezonderd uit mengsels d.m.v. fysische scheidingstechnieken, bv
extractie, filtratie, destillatie, …
Elementaire of enkelvoudige stoffen: zuivere stoffen die niet verder ontbonden kunnen
worden in meer eenvoudige zuivere stoffen, één soort atomen
Verbinding: een stof die tot stand komt door chemische binding van twee of meer
verschillende elementen in een vaste verhouding
Molecule: de verzameling van tenminste twee atomen waartussen een covalente
binding is
Formule-eenheid: eenheid die komt uit verbindingen gevormd uit ionen
Fysische en chemische omzettingen
Fysische omzetting: enkel de aggregatietoestand of de kristalstructuur veranderd, de
identiteit van de deeltjes veranderd niet
Chemische omzetting: de samenstelling van de stof verandert
➔ ~chemische reactie
➔ Een stof wordt omgezet in één of meerdere andere stoffen met een andere
chemische samenstelling en andere fysische eigenschappen
Fysische eigenschappen: de chemische samenstelling veranderd niet
➔ Bv smeltpunt, kookpunt, kleur, elektrische geleidbaarheid, dichtheid,
oplosbaarheid, viscositeit, brekingsindex, geur, …
Chemische eigenschap: er is een chemische verandering waarbij de stof omgezet
wordt in één of meer andere stoffen
➔ Bv ontvlambaarheid, corrosiegevoeligheid, giftigheid, …
Extensieve eigenschap: afhankelijk van de hoeveelheid materie
➔ Bv massa, volume
Intensieve eigenschap: onafhankelijk van de hoeveelheid materie
2
,Energie
Energie: capaciteit om arbeid te leveren
Arbeid: het effect van een kracht op een verplaatsing
Totale energie: som van de kinetische en potentiële energie
➔ Kinetische energie: beweging, temperatuur van een systeem is een maat voor
zijn kinetische energie
➔ Potentiële energie: bepaald door onderlinge positie van en de interacties tussen
de samenstellende deeltjes van de stof
Wet van behoud van energie: er gaat nooit energie verloren, alleen omgezet van kin.
naar pot. en omgekeerd
Grootheden en eenheden
SI-systeem
Grootheid Eenheid Symbool
Lengte Meter m
Massa Kilogram kg
Tijd Seconde s
Temperatuur Kelvin K
Stofhoeveelheid Mol mol
3
, Atoomtheorie
Atoomtheorie van Dalton
Wet van behoud van massa (Lavoisier): in een chemische reactie wordt geen massa
gevormd, noch vernietigd
➔ In een gesloten systeem blijft de totale massa constant
Wet van de constante samenstelling (Proust): een zuivere verbinding bevat steeds
exact dezelfde elementen in exact dezelfde massaverhouding, ongeacht zijn oorsprong
➔ Wanneer stoffen reageren gebeurt dit steeds in een constante massaverhouding
Atoomtheorie van Dalton: gebaseerd op volgende postulaten:
➔ Elementen zijn opgebouwd uit zeer kleine, ondeelbare en niet vernietigbare
deeltjes, atomen
➔ De atomen van een bepaald element zijn identiek in massa en in andere
eigenschappen en zijn verschillend van de atomen van andere elementen
➔ Verbindingen zijn het resultaat van een combinatie van twee of meerdere
verschillende atoomsoorten in een vaste en constante verhouding
➔ Atomen van één element kunnen via chemische reacties niet omgezet worden in
atomen van een ander element. Een chemische reactie is louter een
reorganisatie van atomen, een verandering in onderlinge combinatie
Wet van de veelvuldige verhoudingen (Dalton): wanneer twee elementen A en B
combineren om meer dan één verbinding te vormen zullen de massa’s van B die
reageren met een vaste hoeveelheid A zich altijd tot elkaar verhouden als verhoudingen
van kleine gehele getallen
Het nucleaire atoommodel
Het elektron
Elektron: negatief geladen deeltje, aanwezig in elk atoom
Plumpuddingmodel: een atoom bestaat uit een sferisch homogene diffuse wolk van
positieve materie waarin de negatieve elektronen lukraak waren ingebed (Thomson)
Het nucleaire atoom
Dalton: stoffen bestaan uit atomen, kleine ondeelbare deeltjes met specifieke
eigenschappen. Deze deeltjes kunnen niet gevormd, noch vernietigd worden
Thomson: atomen bevatten beweegbare elektronen, deeltjes met een negatieve lading
4
Een beetje geschiedenis
Chemie = de wetenschap die probeert om het gedrag van materie te verklaren door het
gedrag van atomen en moleculen te bestuderen
Materie
Materie: alles wat een massa en een volume heeft
Een stof: een specifiek deel van de materie
De fysische toestand van materie: vast, vloeibaar of gasvormig
Materie komt voor in 3 fysische toestanden (= aggregatietoestanden): vast, vloeibaar of
gasvormig
Vaste toestand:
➔ De deeltjes bevinden zich op vaste plaatsen t.o.v. elkaar
➔ Atomen en moleculen zijn in rust, maar ze trillen rond een bepaalde
evenwichtspositie
➔ Vast volume en vaste vorm
➔ Kristallijne vaste stoffen: atomen en moleculen gerangschikt in regelmatige
patronen
➔ Amorfe vaste stoffen: geen regelmatige opbouw
Vloeibare stoffen:
➔ Deeltjes zijn vrij om te bewegen, maar ongeveer even ver van elkaar zoals in de
vaste stoffen
o Vast volume maar ze nemen de vorm aan van het vat waarin ze zich
bevinden
Gassen:
➔ Deeltjes kunnen vrij bewegen en bevinden zich op grote afstand van elkaar
➔ Samendrukbaar
Samenstelling van materie: elementen, verbindingen en mengsels
Heterogene mengsels: één of meer zichtbare fasegrenzen tussen de componenten
➔ Grenzen soms slechts onder een microscoop te zien
Homogene mengsels: geen zichtbare fasegrenzen, want componenten zijn gemengd
onder kleinste individuele vorm: atomen, ionen, moleculen.
➔ Heeft in elk punt dezelfde eigenschappen
1
,Oplossing: mengsel van twee of meer stoffen
➔ Kan zowel vast als vloeibaar zijn
Heterogene en homogene mengsels zijn altijd opgebouwd uit zuivere stoffen
➔ Zuivere stoffen hebben altijd een vaste samenstelling
➔ Worden afgezonderd uit mengsels d.m.v. fysische scheidingstechnieken, bv
extractie, filtratie, destillatie, …
Elementaire of enkelvoudige stoffen: zuivere stoffen die niet verder ontbonden kunnen
worden in meer eenvoudige zuivere stoffen, één soort atomen
Verbinding: een stof die tot stand komt door chemische binding van twee of meer
verschillende elementen in een vaste verhouding
Molecule: de verzameling van tenminste twee atomen waartussen een covalente
binding is
Formule-eenheid: eenheid die komt uit verbindingen gevormd uit ionen
Fysische en chemische omzettingen
Fysische omzetting: enkel de aggregatietoestand of de kristalstructuur veranderd, de
identiteit van de deeltjes veranderd niet
Chemische omzetting: de samenstelling van de stof verandert
➔ ~chemische reactie
➔ Een stof wordt omgezet in één of meerdere andere stoffen met een andere
chemische samenstelling en andere fysische eigenschappen
Fysische eigenschappen: de chemische samenstelling veranderd niet
➔ Bv smeltpunt, kookpunt, kleur, elektrische geleidbaarheid, dichtheid,
oplosbaarheid, viscositeit, brekingsindex, geur, …
Chemische eigenschap: er is een chemische verandering waarbij de stof omgezet
wordt in één of meer andere stoffen
➔ Bv ontvlambaarheid, corrosiegevoeligheid, giftigheid, …
Extensieve eigenschap: afhankelijk van de hoeveelheid materie
➔ Bv massa, volume
Intensieve eigenschap: onafhankelijk van de hoeveelheid materie
2
,Energie
Energie: capaciteit om arbeid te leveren
Arbeid: het effect van een kracht op een verplaatsing
Totale energie: som van de kinetische en potentiële energie
➔ Kinetische energie: beweging, temperatuur van een systeem is een maat voor
zijn kinetische energie
➔ Potentiële energie: bepaald door onderlinge positie van en de interacties tussen
de samenstellende deeltjes van de stof
Wet van behoud van energie: er gaat nooit energie verloren, alleen omgezet van kin.
naar pot. en omgekeerd
Grootheden en eenheden
SI-systeem
Grootheid Eenheid Symbool
Lengte Meter m
Massa Kilogram kg
Tijd Seconde s
Temperatuur Kelvin K
Stofhoeveelheid Mol mol
3
, Atoomtheorie
Atoomtheorie van Dalton
Wet van behoud van massa (Lavoisier): in een chemische reactie wordt geen massa
gevormd, noch vernietigd
➔ In een gesloten systeem blijft de totale massa constant
Wet van de constante samenstelling (Proust): een zuivere verbinding bevat steeds
exact dezelfde elementen in exact dezelfde massaverhouding, ongeacht zijn oorsprong
➔ Wanneer stoffen reageren gebeurt dit steeds in een constante massaverhouding
Atoomtheorie van Dalton: gebaseerd op volgende postulaten:
➔ Elementen zijn opgebouwd uit zeer kleine, ondeelbare en niet vernietigbare
deeltjes, atomen
➔ De atomen van een bepaald element zijn identiek in massa en in andere
eigenschappen en zijn verschillend van de atomen van andere elementen
➔ Verbindingen zijn het resultaat van een combinatie van twee of meerdere
verschillende atoomsoorten in een vaste en constante verhouding
➔ Atomen van één element kunnen via chemische reacties niet omgezet worden in
atomen van een ander element. Een chemische reactie is louter een
reorganisatie van atomen, een verandering in onderlinge combinatie
Wet van de veelvuldige verhoudingen (Dalton): wanneer twee elementen A en B
combineren om meer dan één verbinding te vormen zullen de massa’s van B die
reageren met een vaste hoeveelheid A zich altijd tot elkaar verhouden als verhoudingen
van kleine gehele getallen
Het nucleaire atoommodel
Het elektron
Elektron: negatief geladen deeltje, aanwezig in elk atoom
Plumpuddingmodel: een atoom bestaat uit een sferisch homogene diffuse wolk van
positieve materie waarin de negatieve elektronen lukraak waren ingebed (Thomson)
Het nucleaire atoom
Dalton: stoffen bestaan uit atomen, kleine ondeelbare deeltjes met specifieke
eigenschappen. Deze deeltjes kunnen niet gevormd, noch vernietigd worden
Thomson: atomen bevatten beweegbare elektronen, deeltjes met een negatieve lading
4
