Maandag 2 september 2019
Elements & Energies
Lill, H.
Tentamen: 70 vragen > 2 uur
1.1 Elements
- Cellen bestaan uit weinig verschillende atomen
- Hoe atomen moleculen vormen
- Redox, protonatie, deprotonatie
Een atoom:
- Heeft een kern, elektronen zwerven er in banen omheen
- Wil een met e- gevulde buitenste schil (zie periodiek systeem).
- Kan elektronen afstaan en opnemen (d.m.v. bindingen met andere atomen) om die
gevulde buitenste schil te verkrijgen
Als twee atomen hun elektronen delen ontstaat er een covalente binding (shared pair of e-)
waardoor de buitenste schil gevuld wordt.
Voorbeeld: Carbon kan sterke covalente bindingen vormen met andere C atomen.
Elektronegativiteit: de kracht die een atoomkern heeft om een e- naar zich toe te trekken.
Klein = e- afstaan, hoog = e- aantrekken
Het verschil tussen de elektronegativiteit van twee stoffen bepaalt de polariteit. Het element
dat de e- het meest naar zich toe trekt, wordt negatief > polair. De + pool is dus het stuk van
molecuul waar minder e- zitten, de - pool is stuk van molecuul waar meer e- zitten.
Voorbeeld: Polair molecuul: H2O (O vormt negatieve pool, H vormt positieve pool)
Voorbeeld: Apolair molecuul: Oxygen O=O
Water houdt reacties gaande (door oplossingen), cruciaal voor leven!
CH-ketens zijn niet polair en kunnen dus niet opgelost worden (vetten/oliën)
REDOX
Fe2+ -> Fe3+ + e- oxidatiereactie door reductor (verliest een e-)
Fe2+ <- Fe3+ + e- reductiereactie (neemt een e- op)
REDOX: A staat e- af aan B. A is nu geoxideerd, B is gereduceerd.
1.2 Energies
- Free energy, entropy and enthalpy
- First and second law of thermodynamics (temperatuur, energie, botsingen)
- How changes in free energy govern the direction of reactions
1
, Energie: iets wat elk system bezit, het geeft aan in hoeverre dat systeem in staat is werk te
verrichten op zijn omgeving/voor verwarming zorgt. Systeem = alles (atoom, mens,
collegezaal, reageerbuis met moleculen, planeet). Definieer altijd je systeem.
Elektrische energie: stroom van e- door verschil in elektrische lading, van hoog potentiaal
naar laag potentiaal (in dit geval lading)
Temperatuur bepaalt de snelheid voor de energie in een deeltje
Bij botsing wordt energie overgedragen aan ander deeltje, alle deeltjes van eenzelfde stof
hebben dus een andere hoeveelheid KINETISCHE-energie.
Temperatuur verhogen: gemiddelde energie neemt toe
Deeltjes stil, geen energie: 0K = -273*C
http://nmr.chem.uu.nl/education/bachelor/bmw/Thermodynamica2.pdf
Thermodynamica: alles bestaat uit een ‘systeem’ en zijn ‘omgeving’. Elk systeem bezit
inwendige energie U (de totale kinetische energie en potentiele energie van de moleculen in
dat systeem). De hoeveelheid daarvan bepaalt hoe veel werk het systeem kan verrichten of
hoeveel warmte het kan produceren.
Voorbeeld:
Als een rots naar boven wordt gerold, wordt de chemische energie in de spieren van degene
die de kracht op de rots uitoefent omgezet in potentiële energie in de rots. Als de rots naar
beneden gaat, daalt de potentiële energie. Deze wordt dan omgezet in kinetische energie.
Tijdens het naar beneden rollen ontstaat er ook warmte-energie door o.a. wrijving.
Een systeem waarbij energie afneemt, gaat vanzelf.
Een systeem streeft naar een toestand met een lage energie. Na verloop van tijd zal de rots
beneden liggen > lage energie. Er is een hoge waarschijnlijkheid dat de rots beneden ligt en
dat deze in een toestand met een lage energie verkeert. Lower inner energy > higher
probability to be encountered
Het verschil tussen rots boven en rots beneden is belangrijk, niet de absolute toestanden.
∆ U =U b −U a
Als de rots naar boven wordt geduwd, is ∆ U positief
Als de rots naar beneden gaat, is ∆ U negatief.
Thermodynamic laws:
1. Energie gaat niet verloren en wordt niet gemaakt. Energie kan alleen
getransformeerd worden in andere energievormen.
Mitochondriën zetten energie om, ze maken het niet. (elek>chem)
∆ U =Q+W
Enthalpie (H): Moleculen > Verschil in enthalpie komt door verbreken bindingen reacties. Dat
wat je nodig hebt om een systeem te maken. Als je een molecuul maakt, heb je energie
nodig die als interne energie wordt opgeslagen in het molecuul. Obstakels van het maken
2
Elements & Energies
Lill, H.
Tentamen: 70 vragen > 2 uur
1.1 Elements
- Cellen bestaan uit weinig verschillende atomen
- Hoe atomen moleculen vormen
- Redox, protonatie, deprotonatie
Een atoom:
- Heeft een kern, elektronen zwerven er in banen omheen
- Wil een met e- gevulde buitenste schil (zie periodiek systeem).
- Kan elektronen afstaan en opnemen (d.m.v. bindingen met andere atomen) om die
gevulde buitenste schil te verkrijgen
Als twee atomen hun elektronen delen ontstaat er een covalente binding (shared pair of e-)
waardoor de buitenste schil gevuld wordt.
Voorbeeld: Carbon kan sterke covalente bindingen vormen met andere C atomen.
Elektronegativiteit: de kracht die een atoomkern heeft om een e- naar zich toe te trekken.
Klein = e- afstaan, hoog = e- aantrekken
Het verschil tussen de elektronegativiteit van twee stoffen bepaalt de polariteit. Het element
dat de e- het meest naar zich toe trekt, wordt negatief > polair. De + pool is dus het stuk van
molecuul waar minder e- zitten, de - pool is stuk van molecuul waar meer e- zitten.
Voorbeeld: Polair molecuul: H2O (O vormt negatieve pool, H vormt positieve pool)
Voorbeeld: Apolair molecuul: Oxygen O=O
Water houdt reacties gaande (door oplossingen), cruciaal voor leven!
CH-ketens zijn niet polair en kunnen dus niet opgelost worden (vetten/oliën)
REDOX
Fe2+ -> Fe3+ + e- oxidatiereactie door reductor (verliest een e-)
Fe2+ <- Fe3+ + e- reductiereactie (neemt een e- op)
REDOX: A staat e- af aan B. A is nu geoxideerd, B is gereduceerd.
1.2 Energies
- Free energy, entropy and enthalpy
- First and second law of thermodynamics (temperatuur, energie, botsingen)
- How changes in free energy govern the direction of reactions
1
, Energie: iets wat elk system bezit, het geeft aan in hoeverre dat systeem in staat is werk te
verrichten op zijn omgeving/voor verwarming zorgt. Systeem = alles (atoom, mens,
collegezaal, reageerbuis met moleculen, planeet). Definieer altijd je systeem.
Elektrische energie: stroom van e- door verschil in elektrische lading, van hoog potentiaal
naar laag potentiaal (in dit geval lading)
Temperatuur bepaalt de snelheid voor de energie in een deeltje
Bij botsing wordt energie overgedragen aan ander deeltje, alle deeltjes van eenzelfde stof
hebben dus een andere hoeveelheid KINETISCHE-energie.
Temperatuur verhogen: gemiddelde energie neemt toe
Deeltjes stil, geen energie: 0K = -273*C
http://nmr.chem.uu.nl/education/bachelor/bmw/Thermodynamica2.pdf
Thermodynamica: alles bestaat uit een ‘systeem’ en zijn ‘omgeving’. Elk systeem bezit
inwendige energie U (de totale kinetische energie en potentiele energie van de moleculen in
dat systeem). De hoeveelheid daarvan bepaalt hoe veel werk het systeem kan verrichten of
hoeveel warmte het kan produceren.
Voorbeeld:
Als een rots naar boven wordt gerold, wordt de chemische energie in de spieren van degene
die de kracht op de rots uitoefent omgezet in potentiële energie in de rots. Als de rots naar
beneden gaat, daalt de potentiële energie. Deze wordt dan omgezet in kinetische energie.
Tijdens het naar beneden rollen ontstaat er ook warmte-energie door o.a. wrijving.
Een systeem waarbij energie afneemt, gaat vanzelf.
Een systeem streeft naar een toestand met een lage energie. Na verloop van tijd zal de rots
beneden liggen > lage energie. Er is een hoge waarschijnlijkheid dat de rots beneden ligt en
dat deze in een toestand met een lage energie verkeert. Lower inner energy > higher
probability to be encountered
Het verschil tussen rots boven en rots beneden is belangrijk, niet de absolute toestanden.
∆ U =U b −U a
Als de rots naar boven wordt geduwd, is ∆ U positief
Als de rots naar beneden gaat, is ∆ U negatief.
Thermodynamic laws:
1. Energie gaat niet verloren en wordt niet gemaakt. Energie kan alleen
getransformeerd worden in andere energievormen.
Mitochondriën zetten energie om, ze maken het niet. (elek>chem)
∆ U =Q+W
Enthalpie (H): Moleculen > Verschil in enthalpie komt door verbreken bindingen reacties. Dat
wat je nodig hebt om een systeem te maken. Als je een molecuul maakt, heb je energie
nodig die als interne energie wordt opgeslagen in het molecuul. Obstakels van het maken
2
