Upload
theophiel-vos
View
222
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Hoofdstuk 3
Stoffen en reacties
Stoffen kunnen worden ingedeeld in groepen door te kijken naar het elektrisch geleidend vermogen.
Elektrisch geleidingsvermogen en naamgeving
Letterlijk: transport van geladen deeltjes
Er zijn twee mogelijkheden:
1) Elektronen die door een draad bewegen (natuurkunde)
2) Ionen
(alleen in vloeibare fase of in oplossingen)
Wat is elektrische stroom?
Moleculaire stoffen (niet- metalen) Zouten (metaal + niet- metaal) Metalen (metalen)
Drie groepen
Bestaan alleen uit niet-metaal atomen Bevatten atoombindingen Geleiden nooit stroom Voorbeelden:
Aardgas CH4
Zuurstof O2
Glucose C6H12O6
Moleculaire stoffen
Als de atomen verschillend zijn
Bijvoorbeeld:
NO2 Stikstofdioxide
http://vimeo.com/4433312
Verbinding
Opstelling:
Zuiver water is een moleculaire stof en kan geen stroom geleiden.
Kaarsvet bestaat uit stearinezuur en heeft de volgende formule: C17H35COOH Kan gesmolten kaarsvet stroom geleiden?
Oplossing Kijk naar de formule van kaarsvet: Kijk met behulp van Binas tabel 99 of de atomen in
kaarsvet niet-metalen zijn Ja C = niet metaal H= niet metaal O = niet metaal Kaarsvet is moleculair kan dus geen stroom geleiden
Voorbeelden
Soort stof Bouwstenen
Geleiding in
vaste toestand
Geleiding in vloeibare toestand
Formule
Moleculair Ongeladen
moleculen
Nee Nee niet-metalen
Zouten Ionen Nee Ja metaal-/niet-metaal
Metalen vrije elektronen Ja Ja metalen
Molecuulrooster De molecuulstructuur bepaalt de vorm van het
rooster
Bouw van moleculaire stoffen
Bevatten positieve ionen en negatieve ionen Sterke binding door ladingsverschil Ionrooster
Bouw van zouten
Metaalrooster Elektronen bewegen zich vrij langs de positieve
metaal- ionen
Bouw van metalen
ff_metallbindung.exe
Binding in moleculen
Aan een molecuulformule kun je zien hoeveel en welke atomen aan elkaar zijn gebonden.Bijvoorbeeld : coëfficentWater: notatie :3 H2O
3 moleculen water die elk bestaan uit 2 waterstof en 1 zuurstofatoom
Molecuulformule
index
Wat is de chemische naam van water?
H2O
Het eerste symbool = volledige naam
= waterstof
Het tweede symbool krijgt het achtervoegsel ide
= oxide
Systematische naamgevingMoleculaire stoffen
De index 2 in de molecuulformule geven we aan met een voorvoegsel di
(BINAS 66C): diwaterstof
Systematische naamgeving
INDEX voorvoegsel
1 mono
2 di
3 tri
4 tetra
5 penta
6 hexa
Tweede symbool Naam
O oxide
S sulfide
N nitride
P fosfide
Se selenide
Voorbeeld 1:
H2O diwaterstof(mono-)oxide
Systematische naam PCl5
Index P-atoom: 1 (mono) Index Cl-atoom: 5 penta De naam wordt dan:
(mono)waterstofpentachloride
Voorbeeld 2
Systematische naam P2O5
Index P-atoom: 2 di Index O-atoom: 5 penta De naam wordt dan difosforpentaoxide
telwoord- atoomsoort- telwoord-atoomsoort-ide
Voorbeeld 3
As2Br3
As = niet-metaal Br = niet-metaal Index As = 2 di Index Br = 3 tri Naam: diarseentribromide
Voorbeeld 4
Naam formule
Glucose C6H12O6
Methaan CH4
Water H2O
Waterstofperoxide H2O2
Triviale namen
3.3 Atoombindingen
Kun je zien hoe de atomen in een molecuul zijn gebonden
Atoombindingen worden aangegeven met streepjes.
Een atoombinding wordt ook wel covalente binding genoemd.
Structuurformule
Getal dat aangeeft hoeveel atoombindingen een atoomsoort kan vormen.Elementen CovalentieH , F, I, Cl , Br 1
O 2 N 3 C 4
Covalentie
Structuurformules
pentaan 2- methylbutaan
Elk atoom levert per atoombinding 1e-.
De 2e- samen noemt men het:
bindings- of gemeenschappelijk e- - paar
Als moleculen kapot gaan worden er atoombindingen verbroken.
Atoom(covalente)binding
ion versus covalente atoombinding
Waterstof heeft maar 1e- dus kan ook nooit meer dan 1 binding vormen.
Alleen de e- in de buitenste schil spelen een rol, deze e- noemt de valentie-e-.
Een koolstofatoom heeft covalentie 4. Er moeten dus altijd vier bindingen om heen getekend worden, dit heeft soms tot gevolg dat er een meervoudige binding ontstaat.
Voorbeelden:
Etheen (C2H4)
HCN
Meervoudige bindingen
etheen
8 elektronen in de buitenste schil zorgt voor verhoogde stabiliteit
Alleen de valentie- elektronen (elektronen in de buitenste baan) spelen hierbij een rol
Lewisstructuren
Een Lewisstructuur tekenen gaat op dezelfde manier als een structuurformule, alleen moet je ook rekening houden met vrije elektronenparen.
Stappen Lewisstructuur:
- Bereken hoeveel valentie-elektronen het molecuul heeft
- Deel dit aantal door 2= aantal paren- Teken per 2- tal één atoombinding en zorg dat de octet-regel klopt- Let op de covalentie van de verschillende atoomsoorten
Tekenen van Lewisstructuren
Het tekenen van een lewisstructuur
Wat is elektronegativiteit?
Elektronegativiteit is een getal dat aangeeft hoe sterk een atoom elektronen aantrekt.
Hoe groter de elektronegativiteit, hoe sterker een atoom elektronen aantrekt.
De elektronegativiteit kun je opzoeken in binas-tabel 40A.
De atoombinding tussen twee atomen in een moleculaire stof wordt gevormd door een gemeenschappelijk elektronenpaar tussen die twee atomen. Als voorbeeld kiezen we de atoombinding in een HCl-molecuul:
Uit tabel 40A blijkt dat de EN van chloor 2,8 bedraagt. De EN van waterstof is 2,1.Het chlooratoom trekt dus sterker aan de e- in de atoombinding dan het waterstofatoom.
We kunnen dit schematisch weergeven door middel van een pijl. :Deze pijl loopt evenwijdig aan de atoombinding en wijst naar het meest elektronegatieve atoom
Polaire atoombindingIn het voorbeeld hierboven zag je dat het verschil in EN (ΔEN) tussen de twee atomen 0,7 was.We noemen de atoombinding in een HCl-molecuul daarom ook wel een:polaire atoombinding omdat ΔEN groter is dan 0,4.
Het verschil in elektronegativiteit tussen twee atomen geeft dus aan met voor een soort atoombinding je te maken hebt. Een verschil groter dan 0,4 duidt op een polaire atoombinding
ONTHOUD:ΔEN ≤ 0,4 gewone atoombinding0,4 < ΔEN < 1,7 polaire atoombindingΔEN > 1,7 ionbinding
Vanderwaalsbindingen
VanderWaalsbindingen
Aantrekkende krachten tussen moleculen: cohesie.
Er geldt in het algemeen:Hoe groter de molecuulmassa, hoe sterker de Vanderwaalsbindingen, hoe hoger het smelt,- kookpunt.
Fase-overgangen
Bij een fase-overgang spelen alleen de Fvdw een rolBijvoorbeeld: verdampenAls een stof verdampt worden de Fvdw verbroken. De atoombindingen blijven heel.
Bij een chemische reactie worden er ook atoombindingen verbroken.
CH4 heeft een massa van 16 u en een kookpunt van 112K
H2O heeft een massa van 18 u en een kookpunt van 373 K
Hoe kunnen we dit verklaren?
Kookpunten moleculaire stoffen
Moleculen met een ladingsverdeling noemen we polair ofwel dipoolmoleculen.
Tussen de dipoolmoleculen zit een dipool- dipoolbinding.
Sterker dan Vanderwaals
Polaire moleculen
Extra binding TUSSEN de moleculen. Kan aanwezig als 0,4 < ΔEN < 1,7, dus
wanneer er een polaire atoombinding is gevormd tussen twee atomen.
Bij O-H en N- H.
Waterstofbruggen
Moleculen zonder polaire atoombindingen zijn altijd apolair. Er bestaan echter ook stoffen met polaire atoombindingen die toch apolair zijn.
Hoe kan dit?
Apolaire moleculen
In een molecuul:- Atoombinding (polair of apolair)
Tussen moleculen:- Vanderwaals (altijd)- dipool- dipoolbinding (polaire moleculen)- waterstofbrug (OH of NH)
Bindingen
KookpuntMethanal wordt meestal bereid uit methanol. Het kookpunt van methanal (254 K) is aanmerkelijk lager dan het kookpunt van methanol (338 K).
Verklaar het verschil in kookpunt aan de hand van de gegeven structuren
Chloor is bij kamertemperatuur een gas met formule Cl2.
We koelen chloorgas af tot het vloeibaar wordt.
1 Leg uit welke bindingstypen voorkomen in vloeibaar chloor.
Water is bij kamertemperatuur een vloeistof met formule H2O.
2 Welke bindingstypen komen voor in vloeibaar water?
3 Teken drie moleculen van vloeibaar water. Geef in je tekening de in vorige vraag genoemde bindingstypen aan.4 De molecuulmassa van chloor is bijna vier maal zo groot als de molecuulmassa van water. Toch is water bij kamertemperatuur een vloeistof en chloor een gas. Geef hiervoor een verklaring.
Silicium komt in de natuur voor als een mengsel drie isotopen:
Isotoop Percentage massa (u)28Si 92,23 % 27,9769329Si 4,67 % 28,97650 Si 3,10 % x
De gemiddelde atoommassa van silicum is 28,08551 u.Bereken de massa van deze derde isotoop.