MOLECULEN: ORGANISME CHEMIE – HOORCOLLEGES
HC1&2 ATOOM- EN MOLECUULBOUW
Organisme chemie
• Oorspronkelijk: organische verbindingen zijn afkomstig van levende wezens
Bijzondere kracht: de essentie van leven (terwijl anorganische verbindingen afkomstig zijn van
mineralen)
• Na 1800: organische verbindingen zijn verbindingen die koolfstof bevatten
Periodiek Systeem der Elementen
• Atoom(naam) (bestaat uit protonen, neutronen, elektronen)
• Atoomnummer: aantal protonen (links bovenaan)
• Electronenverdeling (rechts bovenaan)
• Massa-getal: aantal protonen + neuronen (onder
atoomnaam)
• Isotopen: zelfde atoomnummer andere massa
• Atoomgewicht: gemiddelde massa van atomen
Elektronenverdeling
Deeltjes in vaste ‘discrete’ baan met eigen energie niveau
Vanaf 1924 ook golfkarakter: quantum mechanics
Buitenste ‘schil’ gevuld is energetisch het gunstigst -> daarom vormen atomen bindingen
→ octet regel. Atomen bereiken dit door elektron(en) te krijgen of af te staan. Daarnaast kan een
atoom elektron(en) delen -> covalente binding
Een ionbinding wordt gevormd door de aantrekkingskracht tussen ionen met tegengestelde richting.
,Elektro-negativiteit is maat hoe graag een atoom een elektron wil afstaan (laag getal) of opnemen
(hoog getal). Overdracht elektronen (ion binding) vindt plaats als verschil ongeveer >2 is.
Polair: wanneer het verschil in elektronegativiteit <2, maar nog wel veel is
Apolair: wanneer het verschil in elektronegativiteit heel klein is
Een covalente binding wordt gevormd door het delen van electronen.
• Niet-polaire covalente binding: gebonden atomen zijn hetzelfde
• Polaire covalente binding: gebonden atomen zijn verschillend
Regels voor het opstellen Lewis structuren
• Bepaal som van valentie elektronen
• Minst elektro-negatieve atoom in midden (behalve H) en andere daarom heen
• Teken bindings-elektronen (en trek af van totale som)
• Vul octet van buitenste atomen (en trek af van totale som)
• Vul octet binnenste atoom met resterende elektronen
• Als je te weinig elektronen hebt: maak extra (dubbele/triple) bindingen met elektronenpaar van
buitenste ato(o)m(en)
• Bepaal formele lading van elke atoom (valentie elektronen min elektronen (e- in lose pairs + 0,5 x
e- in bindingen))
• Beste structuur heeft minste afzonderlijke ladingen en maakt sense (heeft negatieve ladingen op
meest elektronegatieve atomen en/of positieve op minst negatieve
Golfkarakter: quantum mechanics
• Golf functies
• Elektronen in discrete orbitals, die waarschijnlijkheidsverdeling zijn van het elektron
1e schil 1 s-orbital 2 e-
e
2 schil 1 s-orbital + 3 p-orbitals 8 e-
3e schil 1 s-orbital + 3 p-orbitals + 5 d-orbitals 8 (+10) e-
In elke orbital 2 electronen
Regels voor ground-state electronic configuration (vullen van de orbitals)
• Aufbau principe: e- altijd in orbital met laagste energie
• Pauli exclusion principe: niet meer dan 2 per obital; tegengestelde spin
• Regel van Hund: gedegenereerde obitals: eerst in lege orbitals
, S-orbitals p-orbitals
De 1s orbital is symmetrisch rond de kern. 2s ook, maar de buitenkant heeft een iets grotere
diameter. De p-orbitals hebben een diabolo vorm, ze zijn niet symmetrisch. Het elektron zit dus
waarschijnlijk niet rond de kern, de kans is bij 0, de kans dat hij daarbuiten hangt is groter. In de
overlap tussen twee orbitals maak je een nieuw orbital.
• Golffuncties zijn ook op te tellen voor molecuulbindingen
• Moleculair orbitals (MOs): elektronen in discrete molecular orbitals, die waarschijnlijkheids-
verdeling zijn van elektronen
- Angstrom is meter tot de -10e, 10-10; 1 Å = een tiende van een nanometer -> 0,1 nm
Een chemische binding is ongeveer 0,1 nanometer
- Orbitals in lengteas van atomen in Sigma bindingsorbital (eivormige molecular orbital door
overlapping van 2 elektronen in een s orbitaal)-> kost minder energie
- Orbitals loodrecht op lengteas is Pi bindingsorbital
, Hybridisatie
Soms wordt een elektron gepromoveerd, dit is hybridisatie. De s-orbital stijgt een beetje qua niveau,
de p-orbitalen dalen een beetje waardoor alle 4 de orbitals op 1 niveau komen te liggen (4 sp3-
hybriden). Je krijgt dan een tetraëder.
• All single bonds are sigma bonds
• All double bons are composed of 1 sigma and one pi bond
• All triple bonds: one sigma + 2 pi
Zie blokboek voor verdere informatie
Inductief effect
• Electonen-zuigende en electronen-stuwende groepen
• Elektro-negativiteit is maat hoe graag een atoom een elektron wil aftaan (laag getal) of opnemen
(hoog getal)
HC1&2 ATOOM- EN MOLECUULBOUW
Organisme chemie
• Oorspronkelijk: organische verbindingen zijn afkomstig van levende wezens
Bijzondere kracht: de essentie van leven (terwijl anorganische verbindingen afkomstig zijn van
mineralen)
• Na 1800: organische verbindingen zijn verbindingen die koolfstof bevatten
Periodiek Systeem der Elementen
• Atoom(naam) (bestaat uit protonen, neutronen, elektronen)
• Atoomnummer: aantal protonen (links bovenaan)
• Electronenverdeling (rechts bovenaan)
• Massa-getal: aantal protonen + neuronen (onder
atoomnaam)
• Isotopen: zelfde atoomnummer andere massa
• Atoomgewicht: gemiddelde massa van atomen
Elektronenverdeling
Deeltjes in vaste ‘discrete’ baan met eigen energie niveau
Vanaf 1924 ook golfkarakter: quantum mechanics
Buitenste ‘schil’ gevuld is energetisch het gunstigst -> daarom vormen atomen bindingen
→ octet regel. Atomen bereiken dit door elektron(en) te krijgen of af te staan. Daarnaast kan een
atoom elektron(en) delen -> covalente binding
Een ionbinding wordt gevormd door de aantrekkingskracht tussen ionen met tegengestelde richting.
,Elektro-negativiteit is maat hoe graag een atoom een elektron wil afstaan (laag getal) of opnemen
(hoog getal). Overdracht elektronen (ion binding) vindt plaats als verschil ongeveer >2 is.
Polair: wanneer het verschil in elektronegativiteit <2, maar nog wel veel is
Apolair: wanneer het verschil in elektronegativiteit heel klein is
Een covalente binding wordt gevormd door het delen van electronen.
• Niet-polaire covalente binding: gebonden atomen zijn hetzelfde
• Polaire covalente binding: gebonden atomen zijn verschillend
Regels voor het opstellen Lewis structuren
• Bepaal som van valentie elektronen
• Minst elektro-negatieve atoom in midden (behalve H) en andere daarom heen
• Teken bindings-elektronen (en trek af van totale som)
• Vul octet van buitenste atomen (en trek af van totale som)
• Vul octet binnenste atoom met resterende elektronen
• Als je te weinig elektronen hebt: maak extra (dubbele/triple) bindingen met elektronenpaar van
buitenste ato(o)m(en)
• Bepaal formele lading van elke atoom (valentie elektronen min elektronen (e- in lose pairs + 0,5 x
e- in bindingen))
• Beste structuur heeft minste afzonderlijke ladingen en maakt sense (heeft negatieve ladingen op
meest elektronegatieve atomen en/of positieve op minst negatieve
Golfkarakter: quantum mechanics
• Golf functies
• Elektronen in discrete orbitals, die waarschijnlijkheidsverdeling zijn van het elektron
1e schil 1 s-orbital 2 e-
e
2 schil 1 s-orbital + 3 p-orbitals 8 e-
3e schil 1 s-orbital + 3 p-orbitals + 5 d-orbitals 8 (+10) e-
In elke orbital 2 electronen
Regels voor ground-state electronic configuration (vullen van de orbitals)
• Aufbau principe: e- altijd in orbital met laagste energie
• Pauli exclusion principe: niet meer dan 2 per obital; tegengestelde spin
• Regel van Hund: gedegenereerde obitals: eerst in lege orbitals
, S-orbitals p-orbitals
De 1s orbital is symmetrisch rond de kern. 2s ook, maar de buitenkant heeft een iets grotere
diameter. De p-orbitals hebben een diabolo vorm, ze zijn niet symmetrisch. Het elektron zit dus
waarschijnlijk niet rond de kern, de kans is bij 0, de kans dat hij daarbuiten hangt is groter. In de
overlap tussen twee orbitals maak je een nieuw orbital.
• Golffuncties zijn ook op te tellen voor molecuulbindingen
• Moleculair orbitals (MOs): elektronen in discrete molecular orbitals, die waarschijnlijkheids-
verdeling zijn van elektronen
- Angstrom is meter tot de -10e, 10-10; 1 Å = een tiende van een nanometer -> 0,1 nm
Een chemische binding is ongeveer 0,1 nanometer
- Orbitals in lengteas van atomen in Sigma bindingsorbital (eivormige molecular orbital door
overlapping van 2 elektronen in een s orbitaal)-> kost minder energie
- Orbitals loodrecht op lengteas is Pi bindingsorbital
, Hybridisatie
Soms wordt een elektron gepromoveerd, dit is hybridisatie. De s-orbital stijgt een beetje qua niveau,
de p-orbitalen dalen een beetje waardoor alle 4 de orbitals op 1 niveau komen te liggen (4 sp3-
hybriden). Je krijgt dan een tetraëder.
• All single bonds are sigma bonds
• All double bons are composed of 1 sigma and one pi bond
• All triple bonds: one sigma + 2 pi
Zie blokboek voor verdere informatie
Inductief effect
• Electonen-zuigende en electronen-stuwende groepen
• Elektro-negativiteit is maat hoe graag een atoom een elektron wil aftaan (laag getal) of opnemen
(hoog getal)
