Chemie
Inhoudsopgave
Deel 1: Atoom en atoomstructuur................................................................................................................... 3
- Inleiding: een portie chemie in je voedsel? (= ter info!)
- Atoom
o Atoombouw
o Atoomweergave
o Periodiek systeem van de elementen (PSE)
- Atoommodel
o Inleiding
o Atoommodel
§ Bohr-model
§ Orbitaalmodel
- Verbanden tussen atomen
Deel 2: Chemische bindingen ........................................................................................................................ 11
- Verbanden tussen atomen
- Chemische binding – elektronegativiteit
o Ionbinding: theorie, voorbeeld
o Covalente binding: theorie, voorbeeld & soorten covalente binding
- Polariteit
- Intermoleculaire krachten
o Dipool-dipoolkracht
o Ion-dipoolkracht
o Waterstofbrug
o Vanderwaalskracht
Deel 3: Mol ................................................................................................................................................... 23
- Massa van een atoom
- Absolute atoommassa
- Relatieve atoommassa, Ar
- Relatieve molecuulmassa, Mr
- Mol, n
- Getal van Avogadro, NA
- Molaire massa, MM
- Molair volume van een gas bij normomstandigheden, Vm
- Een gas bij niet-normomstandigheden, pV = nRT
Deel 4: Materie – Concentratie ..................................................................................................................... 30
- Zuivere stoffen en mengsels
- Soorten zuivere stoffen Enkelvoudige zuivere stoffen Samengestelde zuivere stoffen
- Soorten mengsels Homogene mengsels Heterogene mengsels
- Scheiden van mengsels
- Oplossingen
- Enkele concentratie-uitdrukkingen
- Massadichtheid
- Omrekeningen
- Verdunningsregel
1
,Deel 5: chemische reactie – stoichiometrisch rekenen .................................................................................. 35
- De chemische reactie
o De chemische reactievergelijking
o De wet van behoud van massa
o Stoichiometrische coëfficiënten
o Uitbalanceren van een reactie
o Stoichiometrische verhouding of molverhouding
o Opmerkingen
- Stoichiometrisch rekenen
o Kwantitatieve betekenis van een chemische reactievergelijking
o Stoichiometrisch mengsel
o Beperkend reagens / reagens in overmaat
Deel 6: Zuren & Basen ................................................................................................................................... 43
- Zuren in water
- Basen in water
- Zure en basische eigenschappen van water
- Sterkte van zuren en basen in waterig midden
- Zuurbase reactie
- De pH en pOH van een oplossing
- De pKz en pKB
- Buffers
Deel 7: Redox................................................................................................................................................ 50
- Oxidatie-reductiereactie
- Oxidator – reductor
- Deelreacties
- Redoxkoppel
- Standaardreductiepotentiaal
- Voorwaarden voor redoxreactie
Deel 8: Oefeningen ....................................................................................................................................... 50
2
, Deel 1: Atoom en atoomstructuur
Doelstelling
- Aangeven hoe een atoom opgebouwd is,
- Weten hoeveel elektronen aanwezig kunnen zijn bij een element,
- Het atoommodel van een element tekenen (volgens Bohr),
- Opbouw en samenstelling van het PSE toelichten,
- De voornaamste elementen van het PSE kennen (naam en symbool),
- Kan ik aan de hand van het PSE een element bespreken,
- Weet ik waarom een element elektronen afstaat of opneemt, en weet
ik ook hoeveel elektronen.
Een portie chemie in je voedsel: Ter info à nalezen in slides (4-11)
Atoom – Atoombouw
Een ATOOM komt van het Griekse Atomos - Een atoom is opgebouwd uit een kleine, centraal geplaatste
= ‘niet te snijden’ of ondeelbaar’ à Maar KERN (nucleus) die uit verschillende combinaties van twee
ondertussen klopt deze theorie niet meer: soorten elementaire deeltjes bestaat:
o Protonen met een positieve lading
o Nucleonen met een neutrale neutronen
o Rondom de centraal geplaatste kern bewegen zich
negatief geladen ELEKTRONEN (in een
elektronenwolk) volgens een bepaald patroon
(orbitalen)
Aangezien een atoom elektrisch neutraal - Aantal elektronen in een atoom = aantal protonen in een
is (geen uitwendige lading) atoom
De kern heeft 2 bijzondere eigenschappen - De afmetingen ervan zijn zeer klein in vergelijking met
de afmeting van het atoom en
- De kleine kern bevat nagenoeg volledig de massa van
het atoom en bezit een onvoorstelbaar grote dichtheid
of densiteit.
o vb. stel een atoom met een kern ter grootte van een
erwt: deze kern zou een massa hebben van
ongeveer 250 106 ton!
3
,De elektronen nemen het grootste deel - vb. stel dat de kern van een Helium atoom voor-
van het volume (de elektronenwolk) ve gesteld wordt door een tennisbal: dan zou het
atoom in atoom een doormeter van 1 km hebben!
Atoom – atoombouw: massagetal en atoomnummer
- X = de symbolische naam van het atoom.
o Als symbool w een 1- of 2-letter afkorting gebruikt
vd Latijnse naam. Deze naam wordt gekozen op
basis vd ontdekker van het atoom of vd vindplaats
of van een welbepaalde eigenschap van het atoom.
De eerste letter is steeds een hoofdletter, een
eventuele tweede letter wordt steeds in een kleine
letter geschreven.
- A = massagetal
o Het massagetal A is een geheel getal dat de som is
vh aantal protonen en neutronen id kern.
- Z = atoomnummer.
o Het atoomnummer Z is een geheel getal dat het
aantal protonen in de kern van een atoom aangeeft.
Voor een neutraal atoom is Z eveneens gelijk aan
het aantal elektronen
4
, Atoommodellen – Inleiding
- Omdat atomen met het blote oog niet zichtbaar zijn, zijn er ATOOMMODELLEN nodig
om de bouw van de atomen te kunnen beschrijven. Deze modellen zijn gebaseerd op
waarneembare eigenschappen van de materie en op experimenteel verkregen
gegevens.
- De eerste weergaven van atomen werden ongeveer 2400 jaar geleden beschreven. In de
loop van de tijd werd dit steeds aangepast aan de nieuwste wetenschappelijke
inzichten.
- Van Democritus à over Dalton en Thomson à naar Rutherford en Bohr
o om te eindigen (?) met Einstein, Schrödinger, Heisenberg, Planck, de Broglie, ….
Atoommodellen – het Bohr model
Kern en schillen - Volgens het model van Bohr bestaat een atoom uit een
positief geladen kern en uit negatief geladen elektronen
die in duidelijke banen of schillen om de kern heen
cirkelen en niet om het even waar in de elektronenwolk.
- Een elektron bezit een welbepaalde energie-inhoud. En
naargelang deze energie-inhoud bevindt het zich op een
welbepaalde plaats ten opzichte van de kern
o Hoe dichter bij de kern, hoe lager de energie-inhoud
Het Bohr model - Kern: Protonen + Neutronen
(Nucleonen)
- Schillen rondom kern:
Elektronen
- De positie en energie-inhoud
van alle elektronen in een
welbepaald atoom wordt
benoemd als de elektronen-
structuur of
elektronenconfiguratie
5
, - Bohr definieerde 7 vaste banen of schillen die aangeduid
worden met de letters K, L, M, N, O, P en Q; met K de
schil dichtst bij de kern
o 7 vaste banen of schillen of hoofdenergieniveaus: K,
L, M, N, O, P en Q
o met schilnummer ‘n’: schil
Aantal elektronen per schil: 2n2
Aantal belangrijke weetjes - Het aantal elektronen op de buitenste schil wordt ook
‘valentie-elektronen’ genoemd
- De atomen met 8 valentie-elektronen (of dus een
volledig bezette buitenste schil) worden de edelgassen
genoemd. Dit zijn héél stabiele of inerte atomen. (d.w.z.
gaan niet reageren met andere atomen)
- Deze valentie-elektronen zijn héél belangrijk en zijn
grotendeels verantwoordelijk voor de chemische
bindingen van een atoom
Atoom – PSE (zie bijlage + slide 28)
Inleiding
- Alle atomen, met hun atoommassa en atoomnummer, zijn terug te vinden in het ‘periodiek systeem
der elementen’ (PSE), ook gekend als de ‘tabel van Mendeljev’. (omdat dit systeem ontwikkeld is
door de Russische chemicus Dmitri Mendeljev in 1869.)
- In het PSE hebben de verschillende chemische elementen elk een atoomnummer.
- In theorie zouden alle elementen op één rij kunnen geplaatst worden volgens hun atoomnummer.
Toch koos Mendeljev ervoor om de elementen met gelijkaardige chemische eigenschappen te
groeperen à dus de schikking van elementen onder elkaar, heeft een reden!!
- De belangrijkste elementen en hun symbolen moeten gekend zijn! (d.i. van de ± 6 eerste perioden)
Perioden en groepen - Een eerste mogelijke opsplitsing van het PSE kan volgens
de opbouw, nl de ‘rijen’ en ‘kolommen’.
o De horizontale rijen worden perioden genoemd
§ Bevatten atomen die allemaal hetzelfde aantal
elektronenschillen bezitten
§ Het nummer van de periode komt overeen met
het schilnummer van de buitenste bezette schil
6
Inhoudsopgave
Deel 1: Atoom en atoomstructuur................................................................................................................... 3
- Inleiding: een portie chemie in je voedsel? (= ter info!)
- Atoom
o Atoombouw
o Atoomweergave
o Periodiek systeem van de elementen (PSE)
- Atoommodel
o Inleiding
o Atoommodel
§ Bohr-model
§ Orbitaalmodel
- Verbanden tussen atomen
Deel 2: Chemische bindingen ........................................................................................................................ 11
- Verbanden tussen atomen
- Chemische binding – elektronegativiteit
o Ionbinding: theorie, voorbeeld
o Covalente binding: theorie, voorbeeld & soorten covalente binding
- Polariteit
- Intermoleculaire krachten
o Dipool-dipoolkracht
o Ion-dipoolkracht
o Waterstofbrug
o Vanderwaalskracht
Deel 3: Mol ................................................................................................................................................... 23
- Massa van een atoom
- Absolute atoommassa
- Relatieve atoommassa, Ar
- Relatieve molecuulmassa, Mr
- Mol, n
- Getal van Avogadro, NA
- Molaire massa, MM
- Molair volume van een gas bij normomstandigheden, Vm
- Een gas bij niet-normomstandigheden, pV = nRT
Deel 4: Materie – Concentratie ..................................................................................................................... 30
- Zuivere stoffen en mengsels
- Soorten zuivere stoffen Enkelvoudige zuivere stoffen Samengestelde zuivere stoffen
- Soorten mengsels Homogene mengsels Heterogene mengsels
- Scheiden van mengsels
- Oplossingen
- Enkele concentratie-uitdrukkingen
- Massadichtheid
- Omrekeningen
- Verdunningsregel
1
,Deel 5: chemische reactie – stoichiometrisch rekenen .................................................................................. 35
- De chemische reactie
o De chemische reactievergelijking
o De wet van behoud van massa
o Stoichiometrische coëfficiënten
o Uitbalanceren van een reactie
o Stoichiometrische verhouding of molverhouding
o Opmerkingen
- Stoichiometrisch rekenen
o Kwantitatieve betekenis van een chemische reactievergelijking
o Stoichiometrisch mengsel
o Beperkend reagens / reagens in overmaat
Deel 6: Zuren & Basen ................................................................................................................................... 43
- Zuren in water
- Basen in water
- Zure en basische eigenschappen van water
- Sterkte van zuren en basen in waterig midden
- Zuurbase reactie
- De pH en pOH van een oplossing
- De pKz en pKB
- Buffers
Deel 7: Redox................................................................................................................................................ 50
- Oxidatie-reductiereactie
- Oxidator – reductor
- Deelreacties
- Redoxkoppel
- Standaardreductiepotentiaal
- Voorwaarden voor redoxreactie
Deel 8: Oefeningen ....................................................................................................................................... 50
2
, Deel 1: Atoom en atoomstructuur
Doelstelling
- Aangeven hoe een atoom opgebouwd is,
- Weten hoeveel elektronen aanwezig kunnen zijn bij een element,
- Het atoommodel van een element tekenen (volgens Bohr),
- Opbouw en samenstelling van het PSE toelichten,
- De voornaamste elementen van het PSE kennen (naam en symbool),
- Kan ik aan de hand van het PSE een element bespreken,
- Weet ik waarom een element elektronen afstaat of opneemt, en weet
ik ook hoeveel elektronen.
Een portie chemie in je voedsel: Ter info à nalezen in slides (4-11)
Atoom – Atoombouw
Een ATOOM komt van het Griekse Atomos - Een atoom is opgebouwd uit een kleine, centraal geplaatste
= ‘niet te snijden’ of ondeelbaar’ à Maar KERN (nucleus) die uit verschillende combinaties van twee
ondertussen klopt deze theorie niet meer: soorten elementaire deeltjes bestaat:
o Protonen met een positieve lading
o Nucleonen met een neutrale neutronen
o Rondom de centraal geplaatste kern bewegen zich
negatief geladen ELEKTRONEN (in een
elektronenwolk) volgens een bepaald patroon
(orbitalen)
Aangezien een atoom elektrisch neutraal - Aantal elektronen in een atoom = aantal protonen in een
is (geen uitwendige lading) atoom
De kern heeft 2 bijzondere eigenschappen - De afmetingen ervan zijn zeer klein in vergelijking met
de afmeting van het atoom en
- De kleine kern bevat nagenoeg volledig de massa van
het atoom en bezit een onvoorstelbaar grote dichtheid
of densiteit.
o vb. stel een atoom met een kern ter grootte van een
erwt: deze kern zou een massa hebben van
ongeveer 250 106 ton!
3
,De elektronen nemen het grootste deel - vb. stel dat de kern van een Helium atoom voor-
van het volume (de elektronenwolk) ve gesteld wordt door een tennisbal: dan zou het
atoom in atoom een doormeter van 1 km hebben!
Atoom – atoombouw: massagetal en atoomnummer
- X = de symbolische naam van het atoom.
o Als symbool w een 1- of 2-letter afkorting gebruikt
vd Latijnse naam. Deze naam wordt gekozen op
basis vd ontdekker van het atoom of vd vindplaats
of van een welbepaalde eigenschap van het atoom.
De eerste letter is steeds een hoofdletter, een
eventuele tweede letter wordt steeds in een kleine
letter geschreven.
- A = massagetal
o Het massagetal A is een geheel getal dat de som is
vh aantal protonen en neutronen id kern.
- Z = atoomnummer.
o Het atoomnummer Z is een geheel getal dat het
aantal protonen in de kern van een atoom aangeeft.
Voor een neutraal atoom is Z eveneens gelijk aan
het aantal elektronen
4
, Atoommodellen – Inleiding
- Omdat atomen met het blote oog niet zichtbaar zijn, zijn er ATOOMMODELLEN nodig
om de bouw van de atomen te kunnen beschrijven. Deze modellen zijn gebaseerd op
waarneembare eigenschappen van de materie en op experimenteel verkregen
gegevens.
- De eerste weergaven van atomen werden ongeveer 2400 jaar geleden beschreven. In de
loop van de tijd werd dit steeds aangepast aan de nieuwste wetenschappelijke
inzichten.
- Van Democritus à over Dalton en Thomson à naar Rutherford en Bohr
o om te eindigen (?) met Einstein, Schrödinger, Heisenberg, Planck, de Broglie, ….
Atoommodellen – het Bohr model
Kern en schillen - Volgens het model van Bohr bestaat een atoom uit een
positief geladen kern en uit negatief geladen elektronen
die in duidelijke banen of schillen om de kern heen
cirkelen en niet om het even waar in de elektronenwolk.
- Een elektron bezit een welbepaalde energie-inhoud. En
naargelang deze energie-inhoud bevindt het zich op een
welbepaalde plaats ten opzichte van de kern
o Hoe dichter bij de kern, hoe lager de energie-inhoud
Het Bohr model - Kern: Protonen + Neutronen
(Nucleonen)
- Schillen rondom kern:
Elektronen
- De positie en energie-inhoud
van alle elektronen in een
welbepaald atoom wordt
benoemd als de elektronen-
structuur of
elektronenconfiguratie
5
, - Bohr definieerde 7 vaste banen of schillen die aangeduid
worden met de letters K, L, M, N, O, P en Q; met K de
schil dichtst bij de kern
o 7 vaste banen of schillen of hoofdenergieniveaus: K,
L, M, N, O, P en Q
o met schilnummer ‘n’: schil
Aantal elektronen per schil: 2n2
Aantal belangrijke weetjes - Het aantal elektronen op de buitenste schil wordt ook
‘valentie-elektronen’ genoemd
- De atomen met 8 valentie-elektronen (of dus een
volledig bezette buitenste schil) worden de edelgassen
genoemd. Dit zijn héél stabiele of inerte atomen. (d.w.z.
gaan niet reageren met andere atomen)
- Deze valentie-elektronen zijn héél belangrijk en zijn
grotendeels verantwoordelijk voor de chemische
bindingen van een atoom
Atoom – PSE (zie bijlage + slide 28)
Inleiding
- Alle atomen, met hun atoommassa en atoomnummer, zijn terug te vinden in het ‘periodiek systeem
der elementen’ (PSE), ook gekend als de ‘tabel van Mendeljev’. (omdat dit systeem ontwikkeld is
door de Russische chemicus Dmitri Mendeljev in 1869.)
- In het PSE hebben de verschillende chemische elementen elk een atoomnummer.
- In theorie zouden alle elementen op één rij kunnen geplaatst worden volgens hun atoomnummer.
Toch koos Mendeljev ervoor om de elementen met gelijkaardige chemische eigenschappen te
groeperen à dus de schikking van elementen onder elkaar, heeft een reden!!
- De belangrijkste elementen en hun symbolen moeten gekend zijn! (d.i. van de ± 6 eerste perioden)
Perioden en groepen - Een eerste mogelijke opsplitsing van het PSE kan volgens
de opbouw, nl de ‘rijen’ en ‘kolommen’.
o De horizontale rijen worden perioden genoemd
§ Bevatten atomen die allemaal hetzelfde aantal
elektronenschillen bezitten
§ Het nummer van de periode komt overeen met
het schilnummer van de buitenste bezette schil
6
