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