Samenvatting NOVA Hoofdstuk 1 Microstructuren 4VWO

Scheikunde Hoofdstuk 1
§1 - Atoombouw
atoom: heeft een grootte en massa, de eigenschappen worden bepaald tussen de interacties tussen atomen
Protonen, neutronen en elektronen
• elektronenschillen: hoe verder van de kern een schil zich bevindt, hoe meer elektronen hij kan bevatten
(2,8,18)
• een atoom bestaat uit - elektronen die in banen om een kern van + protonen en neutrale neutronen
cirkelen

Atoomnummer en massagetal
• protonen en neutronen hebben nagenoeg dezelfde massa, die vormt de basis voor de atomaire
massaeenheid (unit, u), 1u = 1,66·10-27 kg
• elektronen hebben een veel kleinere massa -> dragen nauwelijks aan de atoommassa bij
• de lading van een elektron is gelijk aan die van een proton, maar dan tegengesteld; een neutron is
ongeladen
• de massa van een proton en elektron is niet zinvol om in Coulomb uit te drukken, het is de kleinst mogelijke

lading die voor kan komen  elementair ladingskwantum (e) = 1,66·10-19 C TABEL 7

• het aantal protonen in de kern van een atoom bepaald de identiteit, dit aantal heet het atoomnummer
(25Mn)
• het aantal elektronen is gelijk aan het aantal protonen in een neutraal atoom, maar tijdens een chemische
reactie kan het aantal elektronen veranderen, de protonen niet
• de neutronen (in de kern) bepalen de massa van het atoom, maar hebben geen invloed op de chemische
eigenschappen
• van de meeste elementen bestaan isotopen  atomen die hetzelfde aantal protonen in de kern hebben,
maar
een ander aantal neutronen  zelfde atoomnummer en een andere massa
• isotopen worden onderscheiden door het massagetal  de som van het aantal protonen en neutronen in
de
kern van een atoom (16O)

Atoommassa
• de precieze waarde van de atomaire massa-eenheid, de unit, is als volgt gedefinieerd  1 unit = 1/12 x de
12
massa van een C-atoom
6
• de massa van een neutron en proton is niet precies 1,0u en de massa van elektronen telt wel mee,
waardoor
de massa niet gelijk is aan het massagetal  TABEL 25: de werkelijke atoommassa van de verschillende
isotopen
• de relatieve atoommassa is afhankelijk van de verhouding waarin verschillende isotopen in de natuur
voorkomen en is dus een gewogen gemiddelde van de massa’s van verschillende isotopen

Onthoud!
• een atoom bestaat uit een atoomkern met protonen en neutronen en daaromheen een elektronenwolk
• atoomnummer = het aantal protonen
• massagetal = aantal protonen + aantal neutronen
• atoommassa’s geef je weer in units (u)
• isotopen hebben hetzelfde atoomnummer, maar een verschillend massagetal
12
• 1 unit = 1/12 x de massa van een C-atoom
6

§2 - Periodiek systeem
Steeds meer elementen
• periodiek systeem der elementen: rangschikking van de elementen naar atoommassa en de
eigenschappen
 elementen staan in volgorde van atoomnummer van links naar rechts gerangschikt in periodes
 elementen met vergelijkbare eigenschappen staan onder elkaar in groepen

Periodes
• als het atoomnummer toeneemt, worden de periodes breder  de breedte van een periode hangt samen
met
het aantal elektronen dat in een schil past  hoe verder van de kern, hoe groter de schil
• elektronenconfiguratie: de manier waarop de elektronen zich verdeeld hebben over de schillen -
bepaald de
chemische eigenschappen van een element

, • hierbij spelen de valentie-elektronen, de elektronen in de buitenste schil, de belangrijkste rol; ze vormen
de
buitenkant van het atoom

Groepen
• de edelgassen werden niet opgemerkt doordat ze nauwelijks met andere stoffen reageren
• de reactiviteit van een element hangt af van het aantal valentie-elektronen
• edelgassen hebben 2 of 8 valentie-elektronen, dit verleent het atoom veel stabiliteit 
edelgasconfiguratie
• het feit dat stabiele deeltjes vaak 8 elektronen in de buitenste schil hebben, heet de octeregel
• elementen uit groep 1, de alkalimetalen, reageren heftig met water en halogeen, ze staan een elektron af
• het ontstane positief geladen ion is heel stabiel, doordat het nu dezelfde elektronenconfiguratie heeft
• de aardalkalimetalen uit groep 2 vormen bij die reactie tweewaardig positief geladen ionen
• de halogenen uit groep 17 reageren gemakkelijk met metalen en nemen daarbij een elektron op

Metalen en niet-metalen
• element = atoomsoort = niet-ontleedbare stof
• metalen (de meeste elementen) worden ook met dezelfde formule aangeduid bij de stof en het atoom
• metalen zijn glanzend, vast bij kamertemperatuur en geleiden stroom en warmte goed
• overige niet-ontleedbare stoffen hebben andere eigenschappen: ze zijn gasvormig bij kamertemperatuur,
glanzen niet en geleiden meestal geen stroom
• ongeveer de helft van deze groep bestaat uit twee-atomige moleculen  niet-metalen

Onthoud!
• elementen worden naar atoomnummer en chemische eigenschappen gerangschikt weergegeven in het
periodiek systeem
• het periodiek systeem bevat groepen en perioden
• de edelgasconfiguratie is een stabiele elektronenconfiguratie
• de elektronen in de buitenste schil heten de valentie-elektronen

§3 - Metalen
Microstructuur
• de meeste elementen zijn metalen, als die als enkelvoudige stof voorkomt (bijv. Fe (s)) heeft het een paar
algemene eigenschappen die verklaard kunnen worden aan de hand van de microstructuur van het
materiaal
• een metaalatoom heeft vaak 1, 2 of 3 valentie-elektronen, door (een deel van) deze elektronen los te laten
wordt de edelgasconfiguratie benaderd en is de stof stabieler -> er ontstaat een microstructuur van +
geladen
metaalresten en elektronen die vrij tussen metaalresten kunnen bewegen
• in vaste fase zijn de metaalresten gerangschikt in het metaalrooster -> dit rooster wordt in vloeibare fase

afgebroken en kunnen ook de + metaalresten vrij bewegen

Eigenschappen van metalen
• een metaal bestaat uit + geladen atoomresten en vrij bewegende - elektronen  trekken elkaar sterk aan
en
zorgen ervoor dat metaalatomen onderling een stevige binding hebben
• die sterke metaalbinding zorgt er voor dat het smelt- en kookpunt van metalen hoog is, de meeste zijn
vast bij
kamertemperatuur
• metalen geleiden elektriciteit en warmte goed door vrij bewegende elektronen die aanwezig zijn  ze
kunnen
ongehinderd naar de + pool en zo stroom/warmte geleiden
• metalen zijn vervormbaar & goed bewerkbaar  verklaren met metaalrooster: wanneer je druk uitoefent
op
een metaal en daarbij een rij atomen 1 of meer plaats laat opschuiven, verandert er aan het metaalrooster
bijna niets  bewerking tast de sterkte niet aan

Alliages
• als je een vaste stof met een metaal mengt, kunnen de metaaleigenschappen veranderen 
legering/alliage
 vaak 2 of meer metaalsoorten en soms is de toevoeging een niet-metaal
• koolstof wordt aan ijzer toegevoegd om het harder en minder vervormbaar te maken  gietijzer 
kristalrooster
bevat koolstofdeeltjes waardoor de rijen metaalionen niet meer langs elkaar heen kunnen schuiven en het
materiaal meer kracht kan weerstaan  breken bij te grote kracht