Scheikunde periode 1
Hoofdstuk 1: Chemisch rekenen
1.1 Atoombouw en periodiek systeem
Een atoom is opgebouwd uit een positieve kern, met protonen en neutronen, en daaromheen een
negatief geladen elektronenwolk, met elektronen. De elektronen bevinden zich in banen,
elektronenschillen. Een elementair ladingskwantum is de kleinst mogelijke lading die kan
voorkomen, die van een proton en elektron. Het is 1,60 x 10^-19 coulomb (Binas tabel 7A).
Het aantal protonen in de kern is het atoomnummer. Het aantal elektronen is gelijk aan het aantal
protonen. Het atoomnummer staat links onder het atoomsymbool. Isotopen zijn atomen die
hetzelfde aantal protonen in de kern hebben, maar een ander aantal neutronen. Isotopen (Binas
tabel 25A) kun je herkennen aan het massagetal. Het massagetal is de som van het aantal protonen
en neutronen in de kern van een atoom. Dit massagetal staat links boven het atoomsymbool, of het
wordt er achter geplaatst (O-16). Het massagetal zegt alleen iets over het aantal deeltjes in de kern,
en dus niet over de massa van een atoom. Dus voor een neutraal atoom geldt:
● Atoomnummer = aantal protonen = aantal elektronen
● Massagetal = aantal protonen + aantal neutronen
● Atoommassa = zo exact mogelijke vastgestelde massa van een atoom
De atomaire massa-eenheid u wordt gebruikt omdat de massa van een atoom heel klein is: 1 u = 1/12
van de massa van één C-atoom; 1 u = 1,66 x 10^-27 kg (Binas tabel 7B). De relatieve atoommassa A
is het gewogen gemiddelde van de atoommassa van een element. De relatieve atoommassa
(rechtsboven het symbool) staat in het periodiek systeem. Met de relatieve atoommassa kan je de
relatieve molecuulmassa Mr van een molecuul berekenen. In het periodiek systeem heb je van links
naar rechts verschillende perioden. Elementen met vergelijkbare eigenschappen staan onder elkaar
in groepen.
In het periodiek systeem heb je metalen en niet-metalen. Metaalatomen vormen geen moleculen.
Daarom zijn de formules van elementen altijd gelijk aan het atoomsymbool. Metaalatomen hebben
vergelijkbare eigenschappen. Niet-metalen bestaan vaak uit twee-atomige moleculen. Niet-metalen
zijn vaak gasvormig bij kamertemperatuur en geleiden geen elektriciteit. Niet-metalen van
verschillende atoomsoorten kunnen ook met elkaar atoombindingen aangaan en vormen dan
verbindingen, bijvoorbeeld H2O. Deze verbindingen kunnen ook weer worden ontleed.
De eigenschappen van een atoom worden bepaald door het aantal elektronen in de buitenste schil:
de valentie-elektronen. De verdeling van de elektronen over de schillen noem je de
elektronenconfiguratie. De periode vertelt je hoeveel schillen een atoom heeft.
De elementen van groep 18 zijn edelgassen, ze reageren niet of nauwelijks met andere stoffen. Alle
edelgassen (behalve helium) hebben 8 elektronen in de buitenste schil, wat je in het periodiek
systeem kan zien. Deze edelgasconfiguratie zorgt voor veel stabiliteit, wat ervoor zorgt dat
, edelgassen een lage reactiviteit heeft. Veel andere atomen willen ook 8 elektronen in de buitenste
schil hebben, om aan de edelgasconfiguratie te voldoen. Dit heet de oktetregel. Hiermee kun je die
reactiviteit van veel elementen verklaren. In groep 17 zitten de halogenen. Zij staan bekend omdat
ze gemakkelijk met metalen reageren en daarbij een elektron opnemen. Metalen staan vaak
gemakkelijk elektronen af, alkalimetalen en aardalkalimetalen (groep 1 en 2) zijn hierin het meest
actief. Als een atoom bij een chemische reactie elektronen opnemen of afstaan, krijgen ze een
lading, omdat het aantal protonen niet meer gelijk is met het aantal elektronen. Ze hebben
uiteindelijk allebei de edelgasconfiguratie met acht valentie-elektronen in de buitenste schil.
Metalen krijgen altijd een positieve lading, en niet-metalen een negatieve lading.
De niet-metalen van groep 14 t/m 17 hebben allemaal hetzelfde aantal elektronen in de buitenste
schil. Ze kunnen aan de edelgasconfiguratie voldoen door een elektronenpaar met een ander atoom
te delen via een covalente binding (=atoombinding). Het aantal covalente bindingen dat een atoom
kan vormen om de edelgasconfiguratie te verkrijgen, is de covalentie van het atoom. De covalentie
van de niet-metalen kun je aflezen uit de groep in het periodiek systeem. Hoe verder de groep van
groep 18 verwijderd is, hoe meer elektronen het atoom volgens de oktetregel moet opnemen om aan
de edelgasconfiguratie te voldoen.
1.2 De chemische hoeveelheid
Het aantal deeltjes N is een heel groot getal en onhandig om mee om te gaan. Daarom gebruiken we
de chemische hoeveelheid n. Dit is de grootheid die het aantal deeltjes uitdrukt in mol. 1 mol stof is
hetzelfde als 6,02 x 20^23 deeltjes. Dit getal wordt het getal van Avogadro genoemd (NA). De
eenheid mol zegt alleen iets over het aantal deeltjes en niet over de massa. In formulevorm:
n= N/NA
● n = de chemische hoeveelheid in mol
● N = het aantal deeltjes
● NA = getal van Avogadro, 6,02 x 10^23 (Binas tabel 7A)
De massa van 1 mol deeltjes wordt de molaire massa M genoemd. Met de molaire massa M kan de
massa van een stof worden omgerekend tot de chemische hoeveelheid stof:
n = m/M
● n = chemische hoeveelheid in mol
● m = massa in gram
● M = molaire massa in gram per mol (g mol^-1)
Het volume van een stof kan worden omgerekend naar massa door gebruik te maken van de
dichtheid ρ (binas tabel 8 t/m 12):
ρ = m/V
● ρ = dichtheid in kilogram per kubieke meter (kg m^-3)
● m = massa in kilogram
● V = volume in kubieke meter
Hoofdstuk 1: Chemisch rekenen
1.1 Atoombouw en periodiek systeem
Een atoom is opgebouwd uit een positieve kern, met protonen en neutronen, en daaromheen een
negatief geladen elektronenwolk, met elektronen. De elektronen bevinden zich in banen,
elektronenschillen. Een elementair ladingskwantum is de kleinst mogelijke lading die kan
voorkomen, die van een proton en elektron. Het is 1,60 x 10^-19 coulomb (Binas tabel 7A).
Het aantal protonen in de kern is het atoomnummer. Het aantal elektronen is gelijk aan het aantal
protonen. Het atoomnummer staat links onder het atoomsymbool. Isotopen zijn atomen die
hetzelfde aantal protonen in de kern hebben, maar een ander aantal neutronen. Isotopen (Binas
tabel 25A) kun je herkennen aan het massagetal. Het massagetal is de som van het aantal protonen
en neutronen in de kern van een atoom. Dit massagetal staat links boven het atoomsymbool, of het
wordt er achter geplaatst (O-16). Het massagetal zegt alleen iets over het aantal deeltjes in de kern,
en dus niet over de massa van een atoom. Dus voor een neutraal atoom geldt:
● Atoomnummer = aantal protonen = aantal elektronen
● Massagetal = aantal protonen + aantal neutronen
● Atoommassa = zo exact mogelijke vastgestelde massa van een atoom
De atomaire massa-eenheid u wordt gebruikt omdat de massa van een atoom heel klein is: 1 u = 1/12
van de massa van één C-atoom; 1 u = 1,66 x 10^-27 kg (Binas tabel 7B). De relatieve atoommassa A
is het gewogen gemiddelde van de atoommassa van een element. De relatieve atoommassa
(rechtsboven het symbool) staat in het periodiek systeem. Met de relatieve atoommassa kan je de
relatieve molecuulmassa Mr van een molecuul berekenen. In het periodiek systeem heb je van links
naar rechts verschillende perioden. Elementen met vergelijkbare eigenschappen staan onder elkaar
in groepen.
In het periodiek systeem heb je metalen en niet-metalen. Metaalatomen vormen geen moleculen.
Daarom zijn de formules van elementen altijd gelijk aan het atoomsymbool. Metaalatomen hebben
vergelijkbare eigenschappen. Niet-metalen bestaan vaak uit twee-atomige moleculen. Niet-metalen
zijn vaak gasvormig bij kamertemperatuur en geleiden geen elektriciteit. Niet-metalen van
verschillende atoomsoorten kunnen ook met elkaar atoombindingen aangaan en vormen dan
verbindingen, bijvoorbeeld H2O. Deze verbindingen kunnen ook weer worden ontleed.
De eigenschappen van een atoom worden bepaald door het aantal elektronen in de buitenste schil:
de valentie-elektronen. De verdeling van de elektronen over de schillen noem je de
elektronenconfiguratie. De periode vertelt je hoeveel schillen een atoom heeft.
De elementen van groep 18 zijn edelgassen, ze reageren niet of nauwelijks met andere stoffen. Alle
edelgassen (behalve helium) hebben 8 elektronen in de buitenste schil, wat je in het periodiek
systeem kan zien. Deze edelgasconfiguratie zorgt voor veel stabiliteit, wat ervoor zorgt dat
, edelgassen een lage reactiviteit heeft. Veel andere atomen willen ook 8 elektronen in de buitenste
schil hebben, om aan de edelgasconfiguratie te voldoen. Dit heet de oktetregel. Hiermee kun je die
reactiviteit van veel elementen verklaren. In groep 17 zitten de halogenen. Zij staan bekend omdat
ze gemakkelijk met metalen reageren en daarbij een elektron opnemen. Metalen staan vaak
gemakkelijk elektronen af, alkalimetalen en aardalkalimetalen (groep 1 en 2) zijn hierin het meest
actief. Als een atoom bij een chemische reactie elektronen opnemen of afstaan, krijgen ze een
lading, omdat het aantal protonen niet meer gelijk is met het aantal elektronen. Ze hebben
uiteindelijk allebei de edelgasconfiguratie met acht valentie-elektronen in de buitenste schil.
Metalen krijgen altijd een positieve lading, en niet-metalen een negatieve lading.
De niet-metalen van groep 14 t/m 17 hebben allemaal hetzelfde aantal elektronen in de buitenste
schil. Ze kunnen aan de edelgasconfiguratie voldoen door een elektronenpaar met een ander atoom
te delen via een covalente binding (=atoombinding). Het aantal covalente bindingen dat een atoom
kan vormen om de edelgasconfiguratie te verkrijgen, is de covalentie van het atoom. De covalentie
van de niet-metalen kun je aflezen uit de groep in het periodiek systeem. Hoe verder de groep van
groep 18 verwijderd is, hoe meer elektronen het atoom volgens de oktetregel moet opnemen om aan
de edelgasconfiguratie te voldoen.
1.2 De chemische hoeveelheid
Het aantal deeltjes N is een heel groot getal en onhandig om mee om te gaan. Daarom gebruiken we
de chemische hoeveelheid n. Dit is de grootheid die het aantal deeltjes uitdrukt in mol. 1 mol stof is
hetzelfde als 6,02 x 20^23 deeltjes. Dit getal wordt het getal van Avogadro genoemd (NA). De
eenheid mol zegt alleen iets over het aantal deeltjes en niet over de massa. In formulevorm:
n= N/NA
● n = de chemische hoeveelheid in mol
● N = het aantal deeltjes
● NA = getal van Avogadro, 6,02 x 10^23 (Binas tabel 7A)
De massa van 1 mol deeltjes wordt de molaire massa M genoemd. Met de molaire massa M kan de
massa van een stof worden omgerekend tot de chemische hoeveelheid stof:
n = m/M
● n = chemische hoeveelheid in mol
● m = massa in gram
● M = molaire massa in gram per mol (g mol^-1)
Het volume van een stof kan worden omgerekend naar massa door gebruik te maken van de
dichtheid ρ (binas tabel 8 t/m 12):
ρ = m/V
● ρ = dichtheid in kilogram per kubieke meter (kg m^-3)
● m = massa in kilogram
● V = volume in kubieke meter
