Uitgebreide samenvatting van Algemene Chemie I

Chemie 1


Hoofdstuk 1
1.1 Historische ontwikkeling van het atoommodel
1.1.1 Dalton (1808)
 zijn atoomtheorie was gebaseerd op
 Materie is opgebouwd uit kleine deeltjes = atomen
 Atomen = onverwoestbaar en ondeelbaar, kunnen niet gevormd of
vernietigd worden door chemische reacties
 Alle atomen van gegeven element = gelijk in fysische en chemische
eigenschappen
 Fysische en chemische eigenschappen van atomen van gegeven element
= verschillend van eigenschappen van atomen van ander element
 Atomen kunnen met elkaar combineren in verhouding van kleine gehele
getallen ter vorming van stabiele verbindingen
 Relatieve aantal en soorten atomen in gegeven verbinding = constant


 Zijn model:
 Gaat uit van kleine onvernietigbare deeltjes zonder interne structuur =
biljartbal
 Kern en elektron waren ongekend
 Proeven van Thomson en Rutherford bewezen dat Dalton soms fout zat


1.1.2 Thomson (1904)
 ! Proef van Thomson
 Hij wou onderzoeken hoe een atoom eruit zag
 Gebruikte hiervoor de kathodestraalbuis, die aanleiding gaf tot een groene
straal (kathodestraal) door hoogspanning tussen de kathode en anode
 Hij manipuleerde de groene straal mbv een elektrisch veld => afbuiging
straal
 !De eigenschappen van die kathodestralen zijn onafhankelijk van gas in
buis/ elektrodemateriaal!
 Hij concludeert uit die afbuiging => er moeten negatief geladen deeltjes
zijn, omdat er wordt afgeweken van de negatieve kant van het elektrisch
veld = elektronen
 Dit liet hem toe de verhouding tussen massa van het elektron en de lading
te bepalen => was niet de echte massa, enkel de verhouding tot de lading
MAAR toonde aan dat atomen niet ondeelbaar waren -> stelling van Dalton
wordt onderuit gehaald
 Plum-Pudding model
 Atoom = positief geladen soep

,  Daarin uniform verdeling van massa, elektronen en positieve lading =>
atoom = vol


 Hoe kan men een atoom zien?
= men ging te werk met heliumkernen = kleine golflengtes => beter waar te
nemen
=> ! Het Rutherford experiment
1.1.3 Milikan
 experiment
 Opstelling:




 = kamer gevuld met lucht + 2 horizontale elektroden
 Hiertussen kan elektrisch veld aangelegd worden
 Bovenaan kamer = opening => met vernevelaar kan kleine hoeveelheid
olie verneveld worden tot mist die bestaat uit kleine sferische oliedruppels
 Die druppels: door wrijving tijdens vernevelen => kleine elektrische lading
vertonen
 De druppels vallen door gravitatiekracht naar beneden met versnelde
beweging
 Door toenemende wrijving van lucht => constante snelheid v bereikt
 Sommige deeltjes: vallen door gaatje in bovenste elektrode => vervolgens
in gebied tussen 2 elektroden met microscoop waargenomen worden
 Men meet de valsnelheid v van een geselecteerd deeltje in afwezigheid
van een elektrisch veld, we kunnen grootte en massa
bepalen volgens
 Vervolgens schakelt men het elektrisch veld in
=> bovenste elektrode = + en onderste = -
=> als het deeltje geen lading vertoont, valt het
gewoon
=> als het wel lading vertoont, wordt het afgeremd door E.veld
=> bijkomende kracht die inwerkt op deeltje: elektrische kracht


 elektron: onderdeel van alle atomen + kleine fractie van massa atoom


1.1.4 Rutherford (1911)
1.1.4.1 Bacquerel
 experiment
 Uranium geeft radioactieve straling af

,  in 3 bundels opsplitsbaar dmv elektrisch veld (= geleider) :
= α-straling (He2+) => afgebogen naar – elektrode => bestaat uit +
deeltjes
=β-straling (e-) => afgebogen naar + elektrode => bestaat uit - deeltjes
= γ-straling (EM) => wordt niet beïnvloed
 radioactiviteit: onstabiele elementen gaan spontaan straling afgeven




1.1.4.2 Rutherford
 experiment
 bestuderen de bestraling van dunne metaalfolies met bundel alfastralen
 schoot heliumkernen op goudfolie (goud = zware atomen met hoge
dichtheid)
 normaal gezien konden ze er niet door MAAR
 meeste stralen gingen ongehinderd door folie, sommigen onder
grote/kleine hoek verstrooit (positieve ladingen van heliumkernen en
goudkernen zouden elkaar afstoten en daarom kaatst de helium terug met
grote en kleine hoeken)
 hi concludeert: atoom moet ijle structuur hebben, niet helemaal gevuld
(massief) met + en – deeltjes zoals Thomson zei
 het grootste deel van massa van atoom zou moeten geconcentreerd zijn in
klein volume
 => atoommodel waarbij in centrum kleine zware pos geladen kern is met
daarrond cirkelend een aantal lichte neg elektronen
 Schematische voorstelling




 Zijn atoom
 Grotendeels lege ruimte met kleine pos. Geladen kern omgeven door
elektronenwolk
 Geen uniforme verdeling van massa, elektronen en positieve lading
 Voorspelling van de klassieke fysica: Rutherford model = instabiel
=> want:

, - Elektron draait rond
- elektron wordt continu versneld
- elektron zendt continue EM straling uit
- continu verlies van energie
- Kern moet in elkaar zakken en dat gebeurt niet
 verschil tussen atoommodellen:




 belangrijke info
 Isotopen:
= Zelfde atoom, andere massa (massa proton ≈ 1.67 x 10 -27 kg)
= dus Zelfde aantal protonen, verschillend aantal neutronen
1.2 Kwantumeigenschappen van licht
1.2.1 het golfkarakter van licht
1.2.1.2 elektromagnetische golf
 vormen
 Transversaal
= bv: elektromagnetische straling, watergolven
 Longitudinaal
= bv: geluidsgolven




1.2.1.3 golflengte, frequentie en snelheid van golven
 elektromagnetische straling
 Elektromagnetische golf: transversale golf van onderling loodrechte,
sinusoidaal oscillerende elektrische en magnetische velden
+ frequentie v = aantal golflengten die passeren in een punt per eenheid
van tijd
=> eenheid: Hz (s-1)