Algemene Chemie
, Algemene Chemie Prof. Klaartje De Buysser
I. H1: Atomen: basis van biologische systemen
1. chemische elementen
a. Tabel van Mendeljev
● PSE → 118 elementen, waarvan 90 natuurlijk voorkomend
○ metalen => neiging elektronen af te geven → vorming kationen
○ niet metalen => neiging elektronen op te nemen → vorming anionen
○ metalloïden/metaalachtigen: B, Si, Ge, As, Sb, Te en Po => beide karakters
−14
● opm. VWD voor opname element in pse = minimale levensduur van 10 s + moet in een minimale
hoeveelheid voorkomen
● opm. Lanthaniden en Actiniden = “zeldzame” aarden → niet zeldzaam, maar gebruikt in bv. luminescentie
b. abundantie/voorkomen van elementen in de aardkorst
● top 4: zuurstof, silicium (logisch = zand), aluminium en ijzer (logisch = ertsen)
○ waar ligt waterstof dan?? → pas op plaats 9
● verklaring: rekening houden met MASSA% en ATOOM%
○ waterstof komt zeer veel voor dus met atoom% zou die in de top 3 geraken MAAR waterstof is
zeer licht en heeft hierdoor een zeer klein massa%, die het geheel naar beneden trekt
c. elementaire abundantie in het menselijk lichaam (VANBUITEN)
● Van de 118 gekende elementen en de 90 natuurlijke
zijn slechts 25 elementen essentieel voor ons
● 25 essentiële elementen
○ 4 hoofdelementen: C,H,O,N,S
○ 7 macromineralen (voor botten,
spiercontracties,...)
○ 21 sporenelementen (I, Cu, Zn, Se, …)
● Alle essentiële elementen binnenkrijgen door een
EVENWICHTIG DIEET
○ gevolg: voldoende hoofd- en nevenelementen, maar ook voldoende vitamines
○ m.a.w. vergt het niet veel moeite om ons lichaam op dit vlak in balans te houden
● tabel-overzicht met bovenstaande essentiële elementen en hun functie → zie pwp (NVB)
1
, 2. ionen en moleculen
● Enkel edelgassen komen monoatomisch voor, de rest is geneigd te reageren:
○ vormen enkelvoudige stoffen of verbindingen via covalente of ionaire bindingen
● ionaire verbindingen:
○ oplosbaar in polair water ( ⇒ ook vaak reacties met water in realiteit dankzij diens hoge
warmtecapaciteit en polair karakter, wat ideaal is voor ionaire reacties)
○ vb. verbreken NaCl-rooster
○ opm. wanorde, entropie en chaos is zeer geliefd in de chemie → gunstig proces
● covalente verbinding:
○ staan de atomen op ∞ afstand van elkaar, dan heb je het energienulpunt
○ bij de vorming van de covalente binding ontstaan een minimum in de energiecurve ⇒ evenwicht
○ verbreken van de covalente binding kan door toevoegen van E: bindingsdissociatie-enthalpie (D)
● tussenliggende vormen:
○ door ionendistortie kan je een gepolariseerde covalente binding verkrijgen ⇒ die vervorming
kan bepaald worden m.b.v. het polariseerbaar vermogen:
+
𝑍
■ van het kation = 𝑟
, hoe groter die is, hoe meer kans op een covalente binding (met Z =
lading, r = afmeting KATion)
■ gevolg: hoe groter de afmeting van het ANion, hoe sterker het covalent karakter van de
binding!
○ gepolariseerde cov. bindingen treden op tussen niet-identieke atomen ⇒ de binding zal een
+ −
polair karakter vertonen, te berekenen via het elektrisch dipoolmoment (H2.4) ⇒ zie δ 𝑒𝑛 δ
3. De dipolaire binding: coördinatiecomplexen
a. de dipolaire of datieve binding
● Dipolaire binding = datieve binding = covalente binding waarbij het volledig elektronenpaar afkomstig is
en gemeenschappelijk gesteld wordt door eenzelfde element
● Moleculen die zo door de dipolaire bindingen die kationen (pos.) vormen worden nadien als centraal ion
gebruikt in coördinatiecomplexen (= complexe ionen) → dit gebeurt door polaire interacties
○ vbn. (pwp) oxyhemoglobine, chlorofyl
b. coördinatiecomplexen
● coördinatiecomplexen zijn in feite complexe ionen die bestaan uit:
○ een centraal metaalatoom/-ion (bv. Ag+, Cu2+, Ni2+, Cd+) ⇒ d.i. het LEWIS-ZUUR (e- -acceptor)
○ een aantal liganden (bv. water, cyanide, ammoniak, …) ⇒ treden op als LEWIS-BASEN (e- - donor)
→ hebben dus een vrij elektronenpaar ter beschikking (zie afb. hieronder)
2
, ● opm. ter herhaling: drie manieren om zuren en basen te definiëren
○ arrhenius: zuren nemen waterstof-ionen op, basen geven hydroxide-ionen af in het water
○ Brönstet: een zuur/base KAN waterstof-ionen
op/afnemen → gevolg: introductie zwakke varianten
○ Lewis: algemenere definitie → focus op het
opnemen/afgeven van elektronenparen
● concreet is een coördinatiecomplex een covalente binding tussen een (pos.) metaalion (= lewiszuur) en een
ligand (lewisbase)
○ die covalente binding heeft toch een partieel ionair karakter; de binding gebeurt niet netjes
aangezien het hele elektronenpaar afkomstig is van het ligand → d.i. dus een coördinatief/datieve
covalente binding
● vb. kopercomplex met 4 aminoliganden:
○ opm. vierkante haken ⇒ in water verandert niets
⇒ we noemen dit ook de eerste coördinatiesfeer: nl. de laag liganden die rechtstreeks gebonden is aan
het centrale metaalion in een coördinatiecomplex (m.a.w. de “directe buren”)
● hieraan verbonden kan je ook het ·
en catiegetal van centraal metaalion makkelijk bepalen: d.i. nl. het #
metaalionen die gebonden zijn aan het metaalion in de eerste coördinatiesfeer (vb. hierboven = 4)
liganden
c. bidentate liganden
● bidentate liganden hebben twee donoratom enbv. ethyleendiamine (syn. en) van hierboven
○ belangrijk hier is dat je bij het bepalen van het coördinatiegetal twee per en-ligand
moet tellen
⇒ kobaltcomplex met en-liganden heeft dus een c.g. van 6
● opm. analoog heb je een monodentaat ligand (= cheland)als die slechts 1 donoratoom levert
(bv. water) en een tridentaat ligand als die er 3 heeft
3
, Algemene Chemie Prof. Klaartje De Buysser
I. H1: Atomen: basis van biologische systemen
1. chemische elementen
a. Tabel van Mendeljev
● PSE → 118 elementen, waarvan 90 natuurlijk voorkomend
○ metalen => neiging elektronen af te geven → vorming kationen
○ niet metalen => neiging elektronen op te nemen → vorming anionen
○ metalloïden/metaalachtigen: B, Si, Ge, As, Sb, Te en Po => beide karakters
−14
● opm. VWD voor opname element in pse = minimale levensduur van 10 s + moet in een minimale
hoeveelheid voorkomen
● opm. Lanthaniden en Actiniden = “zeldzame” aarden → niet zeldzaam, maar gebruikt in bv. luminescentie
b. abundantie/voorkomen van elementen in de aardkorst
● top 4: zuurstof, silicium (logisch = zand), aluminium en ijzer (logisch = ertsen)
○ waar ligt waterstof dan?? → pas op plaats 9
● verklaring: rekening houden met MASSA% en ATOOM%
○ waterstof komt zeer veel voor dus met atoom% zou die in de top 3 geraken MAAR waterstof is
zeer licht en heeft hierdoor een zeer klein massa%, die het geheel naar beneden trekt
c. elementaire abundantie in het menselijk lichaam (VANBUITEN)
● Van de 118 gekende elementen en de 90 natuurlijke
zijn slechts 25 elementen essentieel voor ons
● 25 essentiële elementen
○ 4 hoofdelementen: C,H,O,N,S
○ 7 macromineralen (voor botten,
spiercontracties,...)
○ 21 sporenelementen (I, Cu, Zn, Se, …)
● Alle essentiële elementen binnenkrijgen door een
EVENWICHTIG DIEET
○ gevolg: voldoende hoofd- en nevenelementen, maar ook voldoende vitamines
○ m.a.w. vergt het niet veel moeite om ons lichaam op dit vlak in balans te houden
● tabel-overzicht met bovenstaande essentiële elementen en hun functie → zie pwp (NVB)
1
, 2. ionen en moleculen
● Enkel edelgassen komen monoatomisch voor, de rest is geneigd te reageren:
○ vormen enkelvoudige stoffen of verbindingen via covalente of ionaire bindingen
● ionaire verbindingen:
○ oplosbaar in polair water ( ⇒ ook vaak reacties met water in realiteit dankzij diens hoge
warmtecapaciteit en polair karakter, wat ideaal is voor ionaire reacties)
○ vb. verbreken NaCl-rooster
○ opm. wanorde, entropie en chaos is zeer geliefd in de chemie → gunstig proces
● covalente verbinding:
○ staan de atomen op ∞ afstand van elkaar, dan heb je het energienulpunt
○ bij de vorming van de covalente binding ontstaan een minimum in de energiecurve ⇒ evenwicht
○ verbreken van de covalente binding kan door toevoegen van E: bindingsdissociatie-enthalpie (D)
● tussenliggende vormen:
○ door ionendistortie kan je een gepolariseerde covalente binding verkrijgen ⇒ die vervorming
kan bepaald worden m.b.v. het polariseerbaar vermogen:
+
𝑍
■ van het kation = 𝑟
, hoe groter die is, hoe meer kans op een covalente binding (met Z =
lading, r = afmeting KATion)
■ gevolg: hoe groter de afmeting van het ANion, hoe sterker het covalent karakter van de
binding!
○ gepolariseerde cov. bindingen treden op tussen niet-identieke atomen ⇒ de binding zal een
+ −
polair karakter vertonen, te berekenen via het elektrisch dipoolmoment (H2.4) ⇒ zie δ 𝑒𝑛 δ
3. De dipolaire binding: coördinatiecomplexen
a. de dipolaire of datieve binding
● Dipolaire binding = datieve binding = covalente binding waarbij het volledig elektronenpaar afkomstig is
en gemeenschappelijk gesteld wordt door eenzelfde element
● Moleculen die zo door de dipolaire bindingen die kationen (pos.) vormen worden nadien als centraal ion
gebruikt in coördinatiecomplexen (= complexe ionen) → dit gebeurt door polaire interacties
○ vbn. (pwp) oxyhemoglobine, chlorofyl
b. coördinatiecomplexen
● coördinatiecomplexen zijn in feite complexe ionen die bestaan uit:
○ een centraal metaalatoom/-ion (bv. Ag+, Cu2+, Ni2+, Cd+) ⇒ d.i. het LEWIS-ZUUR (e- -acceptor)
○ een aantal liganden (bv. water, cyanide, ammoniak, …) ⇒ treden op als LEWIS-BASEN (e- - donor)
→ hebben dus een vrij elektronenpaar ter beschikking (zie afb. hieronder)
2
, ● opm. ter herhaling: drie manieren om zuren en basen te definiëren
○ arrhenius: zuren nemen waterstof-ionen op, basen geven hydroxide-ionen af in het water
○ Brönstet: een zuur/base KAN waterstof-ionen
op/afnemen → gevolg: introductie zwakke varianten
○ Lewis: algemenere definitie → focus op het
opnemen/afgeven van elektronenparen
● concreet is een coördinatiecomplex een covalente binding tussen een (pos.) metaalion (= lewiszuur) en een
ligand (lewisbase)
○ die covalente binding heeft toch een partieel ionair karakter; de binding gebeurt niet netjes
aangezien het hele elektronenpaar afkomstig is van het ligand → d.i. dus een coördinatief/datieve
covalente binding
● vb. kopercomplex met 4 aminoliganden:
○ opm. vierkante haken ⇒ in water verandert niets
⇒ we noemen dit ook de eerste coördinatiesfeer: nl. de laag liganden die rechtstreeks gebonden is aan
het centrale metaalion in een coördinatiecomplex (m.a.w. de “directe buren”)
● hieraan verbonden kan je ook het ·
en catiegetal van centraal metaalion makkelijk bepalen: d.i. nl. het #
metaalionen die gebonden zijn aan het metaalion in de eerste coördinatiesfeer (vb. hierboven = 4)
liganden
c. bidentate liganden
● bidentate liganden hebben twee donoratom enbv. ethyleendiamine (syn. en) van hierboven
○ belangrijk hier is dat je bij het bepalen van het coördinatiegetal twee per en-ligand
moet tellen
⇒ kobaltcomplex met en-liganden heeft dus een c.g. van 6
● opm. analoog heb je een monodentaat ligand (= cheland)als die slechts 1 donoratoom levert
(bv. water) en een tridentaat ligand als die er 3 heeft
3
