Samenvatting Algemene chemie semester 1

I. Atomen

1. Elementen

1.1 Chemische elementen
s-blok
Representatieve
elementen
p-blok

d-blok = transitiemetalen

f-blok = lanthaciden &
actiniden

metalen

niet-metalen

metaloïden



1.2 Voorkomen & beschikbaarheid
 Abundantie = relatief voorkomen
o Gedeeltelijk bepaald door stabiliteit van zijn nucleï (Z)
 Tabel met de geschatte kosmische abundantie van de elementen




o Primordiale nucleaire brandstof H en He maken 99% uit van alle atomen
o Abundantie daalt over het algemeen met dalend atoomnummer
 Li, Be & B exceptioneel laag  ze ondergaan makkelijk transmutaties




1
Algemene chemie BCBT1

, o Fe hoge abundantie  ijzerkern is meest stabiele
 Lichtere kernen stellen energie vrij bij kernfusie
 Zwaardere kernen stellen energie vrij bij kernsplijting
o Elementen met even atoomnummers  meer abundant & stabielere
isotopen
 Kostprijs bepaald door
o Abudantie
o Vraag
o Relatieve activiteit van de elementen
 Actievere elementen, moeilijker te produceren
 Methodes om elementen uit gecombineerde toestand af te zonderen
o Extraheren
 Ertsen (natuurlijk voorkomend materiaal) wordt geëxtraheerd
o Ontginnen
 Uit bv. een mijn
 Metalen
o Metallurgie
 Proces waarbij een metaal uit erts gewonnen wordt
 Metallurgisch proces  reductie van het kation naar de elementaire
vorm dmv reductantia
 Met C: 2MO(v) + C(v)  2M(v) +CO2(g)
 Met H2: SnO(v) + H2(g)  Sn(v) + H20(g)
o Elektrolytisch proces
 Meer actieve metalen reduceren
 Bv. waterstof uit water
o Raffineren
 =Zuiveren
 Bv door elektrolyse, gefractioneerde destillatie, zonesmelten
 Bereidingsprocessen van niet-metalen
o N&O
 Vloeibaar maken van lucht  gas koelt af bij adiabatische expansie
 Uit vloeibare lucht met gefractioneerde destillatie scheiden
o H
 Uit water door elektrolyse
 Uit methaangas en stoom
o Zwavel
 Ontgonnen via Fraschproces
o Halogenen
 Voorkomen in natuur als halogeniden  oxidatieproces
o Zeer edele metalen
 Aangetroffen in natuurlijke afzettingen

2
Algemene chemie BCBT1

,2. Atoomtheorieën
2.1 Atoomtheorie van Dalton
 Postulaten
o Enkelvoudige stoffen bestaan uit kleine deeltjes: atomen
o Atomen van dezelfde enkelvoudige stof zijn gelijk
 Achterhaald: chemisch klopt dit, fysisch niet (isotopen)
o Scheikundige reacties bestaan uit het scheiden of verenigen van atomen
o Een verbinding is het resultaat van een combinatie van 2 of meer
atoomsoorten
 Hij leidde zijn theorie af van gekende wetten
o Wet van behoud van massa (Lavoisier)
 In een gesloten systeem blijft de totale massa behouden, ongeacht de
scheikundige reacties die plaatsgrijpen
o Wet van de constante samenstelling (Proust)
 2 stoffen met dezelfde eigenschappen hebben dezelfde samenstelling,
ongeacht hun oorsprong
o Wet van de veelvuldige verhoudingen (Dalton)
 Als 2 elementen A en B meer dan 1 verbinding vormen dan is de
verhouding van de hoeveelheid A die zich met eenzelfde hoeveelheid
B verbindt een geheel getal

2.2 Subatomaire deeltjes
 Voorstelling bouw van atomen
o Nucleus
 Protonen p+
Grote dichtheid
 Neutronen n0
o Rond nucleus bewegen elektronen e- volgens bepaalde patronen
o Massa e- ongeveer 2000x kleiner dan p+
o Neutraal atoom: #e- = #p+
 3 baanbrekende experimenten
o Thomson: kathodestralen bestaand uit een stroom van elektronen
e 8C
=−1,76∙ 10
m g
o Milikan: absolute waarden van elektronlading = -1,6021 10 -19 C
o Rutherford: atomen bezitten nucleaire karakteristieken



2.3 Atoomsymbolen
 Massagetal A
o Totale aantal nucleonen = protonen + neutronen


3
Algemene chemie BCBT1

,  Atoomnummer Z
o Aantal protonen
o Staat onder dit nummer gerangschikt in periodiek systeem
Massagetal A Elektrische lading, met +/-
Symbool
Atoomnummer Z Aantal atomen per fomule-eenheid
 Isotopen
o Elementen met zelfde Z, maar andere A (of omgekeerd)
o Aantal neutronen is verschillend
o Zelfde chemische eigenschappen, maar andere fysische
 Massaspectrometer: exacte massa en relatieve hoeveelheid isotopen vaststellen
o Te onderzoeken gasvormig metaal door beschieting met e- omgezet in
positieve ionen
o Positieve ionen worden versneld in elektrisch veld en passeren een
doorgansspleet met hoge snelheid
o Daarna worden de positieve ionen afgebogen in magneetveld
o Graad van afbuiging is afhankelijk van de verhouden Q/m
o Alle ionen met zelfde verhouden bereiken zelfde eindpunt
o Andere verhoudingen bereiken eindpunt niet & moeten aanpassen aan ofwel
elektrisch- ofwel magneetveld

2.4 Atoommassa
 Berekenen we doormiddel van de massa van isotoop 12C = 12
 m C =12u  1u = 1,66054 10-24g
12
6


mX (g )
 Atoommassa van element X: ArX =
1,66054 ∙10−24 g
 Verschillende isotopen, hebben verschillende Ar  in PSE vinden we gewogen
gemiddelde

2.5 Radioactiviteit
 Grafiek: aantal neutronen in functie van aantal protonen
o Lichtere elementen: #n0 = #p+
o Stabiele zwaardere kernen= #n0 > #p+
 Om afstoting tussen p+ te verzwakken
o Grootste stabiele kern Bi (Z=83), alle zwaardere kernen zijn
onstabiel & radioactief
o Verband toont een stabiliteitszone of stabiliteitsband




4
Algemene chemie BCBT1