Scheikunde SE-week 2
Hoofdstuk 12
Paragraaf 12.1: Van structuur naar eigenschap
Materiaaleigenschappen:
- Chemisch hydrofiel, oplosbaarheid
- Elektrisch soortelijke weerstand
- Mechanisch dichtheid, treksterkte
- Optisch en akoestisch kleur, voorplatingssnelheid
- Thermisch soortelijke warmte, smeltpunt
Macroniveau: alle door de mens waarneembare kenmerken en meetbare eigenschappen van stoffen
en materialen (v. kleur en hardheid).
Microniveau: op het niveau van atomen, ionen en moleculen.
Mesoniveau: de manier waarop deeltjes op microniveau die zijn geordend tot grotere structuren,
heeft grote invloed op materiaaleigenschappen. Het gaat om grotere groepen deeltjes die samen een
structuur vormen die niet met het blote oog waarneembaar is.
Materialen kunnen in 4 groepen worden ingedeeld:
1. Metalen:
Positief geladen atomen met vrij bewegende elektronen
Metaalbinding zorgt voor een hard materiaal
Mesoniveau: metaalatomen schuiven in een metaalrooster langs elkaar, dus metaalbinding blijft
intact.
Legering: mengsel van samengesmolten metalen, heeft andere eigenschappen dan het
oorspronkelijke materiaal.
2. Keramiek: alle materialen die door verhitting blijvend harder zijn geworden (eigenschappen
op mesoniveau veranderen door het bakken).
Hoge temperatuur: deeltjes hebben meer bewegingsvrijheid
- tijdens het bakken bewegen deeltjes in een gunstigere positie ten opzicht van elkaar
- onderlinge bindingssnelheid vergroot
Krimpen tijdens het bakken (onderlinge afstand wordt verkleind).
Tussen de atomen zitten H2O-moleculen die tijdens het bakken verdampen platen beweging niet
meer zo makkelijk langs elkaar
Tijdens het bakken bewegen de plaatjes naar elkaar toe sterke ionbinding tussen negatief geladen
groepen van de kleiplaatjes en de positief geladen metaalatomen tussen de plaatjes.
, Ionogeen keramiek: bestaat uit ionen (ionrooster)
Covalente keramiek: bestaat uit een atoomrooster
3. Polymeren: gemaakt uit kleinere moleculen (monomeren) die een lange keten vormen door
een polymerisatiereactie.
Hoe langer de keten, hoe sterker de vanderwaalsbinding
Polymerisatiegraad: gemiddelde ketenlengte uitgedrukt in de hoeveelheid monomeereenheden die
per polymeermolecuul aan elkaar gekoppeld is (n).
Zijketens (takken) veranderen de eigenschappen van het polymeer
- Vanderwaalsbinding zwakker doordat de polymeermoleculen verder van elkaar afliggen
Amorf (vormloos): toestand waarbij na de productie van een polymeer extreem lange moleculen
door elkaar liggen. De afstand tussen de polymeermoleculen is groot, de vanderwaalsbinding dus
zwak.
Kristallijn: toestand waarin de polymeermoleculen zo gerangschikt zijn, dat ze parallel langs elkaar
liggen. De afstand tussen de polymeermoleculen is minimaal, de vanderwaalsbinding dus groot.
Weekmakers: kleine moleculen die zich gemakkelijk tussen polymeermoleculen nestelen. Hierdoor is
de afstand tussen de polymeermoleculen vergroot en de vanderwaalsbinding dus verzwakt.
Thermoplast: een plastic dat kan smelten. Een thermoplast heeft een lineaire structuur.
Thermoharder: een plastic dat niet kan smelten, maar ontleedt. Er zitten crosslinks
(dwarsverbindingen) tussen de polymeerketens, waardoor een netwerkstructuur ontstaat.
4. Composieten: materiaal dat uit twee of meer bestanddelen bestaat.
De gunstige eigenschappen va de oorspronkelijke materialen wordt gecombineerd.
Paragraaf 12.2: Additiepolymeren
Radicalen: reactieve deeltjes met een ongepaard elektron.
- Verbreken de dubbele binding: er ontstaat een nieuw radicaal die weer de dubbele binding
verbreekt, waarna weer een nieuw radicaal ontstaat, etc.
De additiereactie stopt als alle monomeren op zijn en twee uiteinden elkaar vinden in een
terminatiereactie.
De reactie heet additiepolymerisatie (vb. etheenpolytheen): er worden lange polymeermoleculen
gevormd uit monomeren door het verbreken van dubbele bindingen.
De reactie verloopt door middel van ketengroei (binas 67A2), waarbij de keten aan één kant
aangroeit. De reactiesnelheid is constant en afhankelijk van de hoeveelheid initiator.
In het tekenen van het polymeer staat de monomeereenheid (=het repeterende deel in het
polymeermolecuul) tussen vierkante haken, met onderin de polymerisatiegraad n.
Ook kan er een kleine hoeveelheid monomeerketens gegeven worden met aan beide uiteinden een
golfje (~) om aan te geven dat de polymeerketen doorloopt.
Hoofdstuk 12
Paragraaf 12.1: Van structuur naar eigenschap
Materiaaleigenschappen:
- Chemisch hydrofiel, oplosbaarheid
- Elektrisch soortelijke weerstand
- Mechanisch dichtheid, treksterkte
- Optisch en akoestisch kleur, voorplatingssnelheid
- Thermisch soortelijke warmte, smeltpunt
Macroniveau: alle door de mens waarneembare kenmerken en meetbare eigenschappen van stoffen
en materialen (v. kleur en hardheid).
Microniveau: op het niveau van atomen, ionen en moleculen.
Mesoniveau: de manier waarop deeltjes op microniveau die zijn geordend tot grotere structuren,
heeft grote invloed op materiaaleigenschappen. Het gaat om grotere groepen deeltjes die samen een
structuur vormen die niet met het blote oog waarneembaar is.
Materialen kunnen in 4 groepen worden ingedeeld:
1. Metalen:
Positief geladen atomen met vrij bewegende elektronen
Metaalbinding zorgt voor een hard materiaal
Mesoniveau: metaalatomen schuiven in een metaalrooster langs elkaar, dus metaalbinding blijft
intact.
Legering: mengsel van samengesmolten metalen, heeft andere eigenschappen dan het
oorspronkelijke materiaal.
2. Keramiek: alle materialen die door verhitting blijvend harder zijn geworden (eigenschappen
op mesoniveau veranderen door het bakken).
Hoge temperatuur: deeltjes hebben meer bewegingsvrijheid
- tijdens het bakken bewegen deeltjes in een gunstigere positie ten opzicht van elkaar
- onderlinge bindingssnelheid vergroot
Krimpen tijdens het bakken (onderlinge afstand wordt verkleind).
Tussen de atomen zitten H2O-moleculen die tijdens het bakken verdampen platen beweging niet
meer zo makkelijk langs elkaar
Tijdens het bakken bewegen de plaatjes naar elkaar toe sterke ionbinding tussen negatief geladen
groepen van de kleiplaatjes en de positief geladen metaalatomen tussen de plaatjes.
, Ionogeen keramiek: bestaat uit ionen (ionrooster)
Covalente keramiek: bestaat uit een atoomrooster
3. Polymeren: gemaakt uit kleinere moleculen (monomeren) die een lange keten vormen door
een polymerisatiereactie.
Hoe langer de keten, hoe sterker de vanderwaalsbinding
Polymerisatiegraad: gemiddelde ketenlengte uitgedrukt in de hoeveelheid monomeereenheden die
per polymeermolecuul aan elkaar gekoppeld is (n).
Zijketens (takken) veranderen de eigenschappen van het polymeer
- Vanderwaalsbinding zwakker doordat de polymeermoleculen verder van elkaar afliggen
Amorf (vormloos): toestand waarbij na de productie van een polymeer extreem lange moleculen
door elkaar liggen. De afstand tussen de polymeermoleculen is groot, de vanderwaalsbinding dus
zwak.
Kristallijn: toestand waarin de polymeermoleculen zo gerangschikt zijn, dat ze parallel langs elkaar
liggen. De afstand tussen de polymeermoleculen is minimaal, de vanderwaalsbinding dus groot.
Weekmakers: kleine moleculen die zich gemakkelijk tussen polymeermoleculen nestelen. Hierdoor is
de afstand tussen de polymeermoleculen vergroot en de vanderwaalsbinding dus verzwakt.
Thermoplast: een plastic dat kan smelten. Een thermoplast heeft een lineaire structuur.
Thermoharder: een plastic dat niet kan smelten, maar ontleedt. Er zitten crosslinks
(dwarsverbindingen) tussen de polymeerketens, waardoor een netwerkstructuur ontstaat.
4. Composieten: materiaal dat uit twee of meer bestanddelen bestaat.
De gunstige eigenschappen va de oorspronkelijke materialen wordt gecombineerd.
Paragraaf 12.2: Additiepolymeren
Radicalen: reactieve deeltjes met een ongepaard elektron.
- Verbreken de dubbele binding: er ontstaat een nieuw radicaal die weer de dubbele binding
verbreekt, waarna weer een nieuw radicaal ontstaat, etc.
De additiereactie stopt als alle monomeren op zijn en twee uiteinden elkaar vinden in een
terminatiereactie.
De reactie heet additiepolymerisatie (vb. etheenpolytheen): er worden lange polymeermoleculen
gevormd uit monomeren door het verbreken van dubbele bindingen.
De reactie verloopt door middel van ketengroei (binas 67A2), waarbij de keten aan één kant
aangroeit. De reactiesnelheid is constant en afhankelijk van de hoeveelheid initiator.
In het tekenen van het polymeer staat de monomeereenheid (=het repeterende deel in het
polymeermolecuul) tussen vierkante haken, met onderin de polymerisatiegraad n.
Ook kan er een kleine hoeveelheid monomeerketens gegeven worden met aan beide uiteinden een
golfje (~) om aan te geven dat de polymeerketen doorloopt.
