Transcript Atoombouw

Atoombouw
Atoombouw
Inleiding
We gaan verder in op de eigenschappen van stoffen. Hierbij onderscheiden
we 3 soorten:
- Moleculaire stoffen
- Zouten
- Metalen
Atoombouw
Stoffen
Moleculaire stoffen:
Bestaan alleen uit
niet-metalen
Geen lading
geleiden geen stroom
Metalen:
Bestaan alleen uit
metalen
Zouten:
Bestaan metaal- en
niet-metaalionen
Geleiden alleen als de
geladen deeltjes
kunnen bewegen
Geen stroom in vaste (s) toestand
Geleiden wel in vloeibare (l) of opgeloste (aq) toestand
Hebben bewegende
elektronen
geleiden stroom
Geleiden stroom in vaste (s) en vloeibare (l)
toestand
Atoombouw
Molecuulbouw van moleculaire stoffen
In moleculen zijn er bindingen tussen atomen. Dit noemen we
atoombindingen.
- Ieder niet-metaal heeft altijd een bepaald aantal bindingen.
De covalentie
- De covalentie kan worden afgeleid uit het periodiek systeem
- De covalentie heeft de maken met het aantal elektronen dat de
buitenste electronenschil ‘mist’. Om deze reden hebben edelgassen
geen covalentie (8/8 elektronen in buitenschil), en koolstof (4/8
electronen in de buitenschil) een covalentie van 4.
Atoombouw
Covalentie van niet-metalen
5
4
3
2
1 0
Atoombouw
Molecuulbouw
Maak de onderstaande structuurformules af met het juiste aantal
bindingen.
H H O
H C C C O H
H
C
H
H
H
H
H S C H
H
Atoombouw
Krachten in moleculen.
- Moleculen worden verbonden als ze samen een elektron ‘delen’.
Waarom blijven waterdruppels dan bij elkaar? De 𝐻2 𝑂-moleculen delen
onderling geen elektron(en). Er is dus nog een aantrekkende kracht tussen
de moleculen onderling.
- Vanderwaals-kracht is de aantrekkende kracht tussen moleculen
 De Vanderwaalskracht wordt groter als het molecuul groter en zwaarder
wordt.
 Hierdoor hebben grotere en zwaardere moleculen een hoger kookpunt.
Atoombouw
Kookpunten van meleculaire stoffen
Hieronder zijn de kookpunten van enkele moleculaire stoffen genoemd.
Stof
Massa(u)
𝑻𝒌𝒐𝒐𝒌 (K)
Methaan
16
112
Propaan
44
231
Ammoniak
17
240
Water
18
373
Ethanol
46
351
Bij een grotere massa heb je een
hoger kookpunt volgens de
vanderwaalskrachten.
Hoe kun je verklaren dat Water,
ammoniak en ethanol een veel
hoger kookpunt hebben?
Atoombouw
Kookpunten van meleculaire stoffen
Er speelt dus nog een andere kracht een rol!
Water: H2 O
Wat valt op bij deze stoffen?
Ammoniak: NH3
Alle stoffen hebben een
–OH of –NH groep!
Ethanol: C2 H5 OH
Atoombouw
Waterstofbruggen
Alle moleculen met een OH- of NH- groep kunnen waterstofbrug vormen.
Een waterstofbrug is veel sterker dan een vanderwaalsbinding.
Dus waterstofvormende moleculen hebben:
- Hoger kookpunt
Een waterstofbrug geven we aan door een stippellijn te tekenen tussen de
waterstofbrug vormende groep en de waterstofbrug ontvangende groep.
Atoombouw
Waterstofbrug
Teken de waterstofbrug in de onderstaande afbeelding
O
R C O H
H O C R
O
In dit geval zijn twee carbonzuren betrokken bij de waterstofbrug. Dit
worden ‘dimeren’genoemd. Dit is een extra sterke H-brug. Het kookpunt zal
nog hoger komen te liggen.
Atoombouw
Polaire en apolaire stoffen
- Polaire stoffen
- In water oplosbaar
- Minimaal 1 waterstofbrugvormende groep per 4-5 C-atomen.
- Kunnen H-brug maken/ontvangen
- Hydrofiel
- Apolaire stoffen
- In olie oplosbaar
- Veel C-atomen, geen of heel weinig waterstofbrugvormende groepen.
- Kunnen geen H-brug maken/ontvangen
- Hydrofoob
Atoombouw
Oplossen, smelten en koken
Alleen de afstand tussen de moleculen verandert. De moleculen zelf blijven
gelijk!
Reacties
Bij een reactie worden de bindingen in de moleculen verbroken en worden
er nieuwe bindingen gemaakt.
 Hierbij ontstaan dus nieuwe moleculen.
Atoombouw
Zouten
Zouten zijn opgebouwd uit geladen deeltjes: ionen.
- Negatieve ionen
 Deeltjes met te veel elektronen
- Positieve ionen
 Deeltjes met te weinig elektronen
Protonen en neutronen kunnen niet
bewegen! Deze zitten vast in de kern!
Atoombouw
Ionen en ionogene stoffen
1+ 2+
3-
2- 1-
Atoombouw
Ionen en ionogene stoffen
Metaal ionen kunnen reageren met niet-metaal ionen. Er ontstaat dan dus
een zout. In Binas Tabel 45A kun je zien welke ionen met elkaar reageren
tot een vaste stof (s), welke stoffen niet reageren omdat ze goed oplosbaar
zijn (g). De stoffen waar een (m) bij staat, lossen matig op.
De reacties waar een (o) en een (r) bij staat, komen later terug.
12
6𝐶
m.g. = 12
13
6𝐶
m.g. = 12
14
7𝑁
m.g. = 14
15
7𝑁
m.g. = 15
Atoombouw
Ionen en ionogene stoffen
Metaal ionen kunnen reageren met niet-metaal ionen. Er ontstaat dan dus
een zout. In Binas Tabel 45A kun je zien welke ionen met elkaar reageren
tot een vaste stof (s), welke stoffen niet reageren omdat ze goed oplosbaar
zijn (g). De stoffen waar een (m) bij staat, lossen matig op.
De reacties waar een (o) en een (r) bij staat, komen later terug.
Hierbij speelt de valentie dus wel een rol. De lading voor en na de reactie
moet gelijk zijn!
𝑁𝑎+ + 𝐶𝑙− →
G reactie gebeurd niet
2𝐾 + + O2 − →
𝑁𝑎𝐶𝑙
𝐾2 𝑂
𝐶𝑎2+ + O2− →
𝐶𝑎𝑂
r reactie is uitgebreider
𝑀𝑔2+ + 2𝐹 − →
𝑀𝑔𝐹2 (𝑠)
s reactie klopt
r reactie is uitgebreider
Atoombouw
Ionen en zouten
Een zoutkristal kun je als kubus afbeelden. Hieruit kun je de verhouding van
de verschillende ionen bepalen.
Rekenregels
- Elke hoek zit in 8 kubussen
 Een hoek telt mee voor 1/8
8 ∗ 1/8
0 ∗ 1/8
- Elke vlak zit in 2 kubussen
 Een vlak telt mee voor 1/2
6 ∗ 1/2
0 ∗ 1/2
- Elke ribbe zit in 4 kubussen
 Een ribbe telt mee voor 1/4
0 ∗ 1/4
12 ∗ 1/4
- Het centrum zit geheel in de kubus
 Het middelpunt telt mee voor 1
0∗1
1 ∗1
Atoombouw
Ionen en zouten
Een zoutkristal kun je als kubus afbeelden. Hieruit kun je de verhouding van
de verschillende ionen bepalen.
Rekenregels
Dus het totaal:
1
1
8∗ +6∗ = 4
8
2
1
12 ∗ + 1 = 4
4
Verhoudingsformule = 4:4 = 1:1
Bv: 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑠)
8 ∗ 1/8
0 ∗ 1/8
6 ∗ 1/2
0 ∗ 1/2
0 ∗ 1/4
12 ∗ 1/4
0∗1
1 ∗1
Atoombouw
Metalen
Een metaal is een rooster gemaakt van atomen. De elektronen kunnen vrij
bewegen tussen de atomem. Om deze reden geleiden metalen stroom goed.
𝑒−
𝑒−
𝑒−
Fe
Fe
𝑒−
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
𝑒−
Fe
Fe
𝑒−
Fe
Fe
Atoombouw
Zouten en metalen
- Metalen zijn buigbaar
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
-
-
+
-
+
 Elektronen zwerven tussen de atomen
- Zouten zijn niet buigbaar
 Elektronen zitten vast aan ionen
Positieve ionen stoten elkaar af!
Atoombouw
Einde
www.betales.nl