MCG SAMENVATTING
Boek/filmpjes
H2 Atoms and Molecules
Leven is:
- Opgebouwd uit chemische componenten
- Houdt zich aan de wetten van de fysica en chemie
➔ Vandaar dat we beginnen met de kleinste bouwstenen die we kennen: atomen
Elementen en chemische verbindingen
• Alle organismen bestaan uit materie
• Materie is gemaakt van elementen (O, C, N, H, Ca, S……)
• Een chemische verbindingen is opgebouwd uit 2 of meer verschillende elementen in een
vaste verhouding:
o Vb: H2O
o Heeft een andere eigenschappen dan losse elementen
Elementen van het leven
• 20-25% van de 92 elementen zijn noodzakelijk voor levende organismen:
o Essentiële elementen
• 96% van een organisme bestaat uit slechts vier elementen
o Zuurstof, O
o Koolstof, C
o Waterstof, H
o Stikstof, N
• Overige 4% uit trace elements
o Slechts weinig van nodig
o Sommige specifiek voor specifieke organismen
Atomen
• Atomen bestaan uit:
o Protonen – positief geladen deeltje
o Neutronen – neutraal deeltje
o Elektronen – negatief geladen deeltje
• Protonen en neutronen in de atoomkern
• Elektronen in “wolk” om de kern
• Massa getal: protonen + neutronen
o Elk neutronen en proton → massa van 1 Dalton
o Massa elektronen verwaarloosbaar
o Linksboven van het element
• Atoomnummer: aantal protonen
o Atomen met een gelijk atoomnummer:
▪ Zelfde chemische eigenschappen
▪ Zelfde element
, • Eigenschappen van elementen
o Voorbeeld: atoomnummer 9 → welk typisch gedrag vertoont dit element bij binding
met andere elementen?
▪ 9 protonen, 2 elektronen in de eerste schil. Dus 9-2= 7 valentie elektronen.
Heeft een lading van -1.
Isotopen en radioactief verval
• Isotopen zijn atomen met
o Hetzelfde aantal protonen
o Verschillend aantal neutronen →
ander massagetal!
• Meeste isotopen zijn stabiel, sommige onstabiel → radioactieve isotopen
o Kooltof-14 → Stikstof-14
o Vervalsnelheid uitgedrukt in halfwaardetijd
o Varieert van seconden tot 10^9 jaren
Elektronen verdeling
• Chemische eigenschappen van atoom worden bepaald door verdeling elektronen in
elektronenschillen
• Valentie elektronen → Elektronen in buitenste schil → Valentieschil
• Elementen met dezelfde verdeling valentie elektronen
o Chemisch zelfde eigenschappen
• Atomen proberen hun buitenste schil vol te krijgen
o Elementen met een volle valentie schil zijn chemisch inert (reageren nauwelijks)
• Een orbitaal is de ruimte waarin een elektron 90% van de tijd is
• Elke elektronenschil bestaat uit een aantal specifiek aantal orbitalen
• Elk orbital bevat 2 elektronen
o Schil 1: 1s
o Schil 2: 2s, 2px, 2py, 2pz
,Bindingen
• Atomen met een incomplete valentieschil
o Proberen schil toch vol te krijgen
▪ Elektronenparen delen: covalente binding
▪ Elektronen overdragen: ionbinding
• Covalente binding:
o Interactie tussen atomen
o Elektronenparen delen
o Elektronen tellen nu mee in de valentieschil
o Molecuul: 2 of meer atomen gebonden door covalente binding
o Enkele covalente binding: 1 elektronenpaar gedeeld, dubbele covalente binding; 2
elektronenparen gedeeld, etc……
o Elektronen worden niet altijd eerlijk gedeeld
o Afhankelijk van elektronen negativiteit van het atoom
▪ Afhankelijk van aantal
protonen en afstand van
schil tot kern
▪ Over het algemeen, naar
rechts en naar boven >>
hogere
elektronegativiteit
▪ O>N>S
Verschillende elektronegativiteit
1) Niet-polaire covalente binding
a. Elektronen gelijk verdeeld
b. Verschil <0,4
2) Polaire covalente binding
a. Elektronen dichter bij 1 van de atomen
b. Verschil 0,4-1,6
c. Zorgt voor partiële ladingen in het molecuul → kan zorgen voor negatief
dipoolmoment.
3) Ionbinding
a. Atomen nemen soms elektronen geheel over van hun bindend partneratoom
b. Na de overdracht >> beide atomen geladen
c. Geladen atoom/molecuul = een ion
i. Kation is positief geladen
ii. Anion is negatief geladen
d. Chemische verbindingen die ionbindingen vormen = zouten
e. Vormen kristallen
Zwakke chemische interacties
• Naast covalente bindingen ook veel zwakkere interacties tussen moleculen/atomen
, o Waterstofbruggen
▪ Covalent gekoppeld aan sterk elektronegatief atoom
▪ Aangetrokken tot ander elektronegatief atoom
▪ Kan alleen NH-bruggen of OH-bruggen
o Van der Waals krachten
▪ Door toeval elektronen niet gelijkmatig verdeeld over molecuul
▪ Daardoor aantrekkingskrachten tussen moleculen die erg dicht bij elkaar zijn
o Zwakke chemische interacties
▪ Zorgen dat veel grote biologische moleculen in vorm blijven
▪ Interactie is reversibel
• Komen veel bindingen voor in eiwitten!
Molecuulvorm en functie
• Het is een plek/wolk waarin elektronen zich 90% van de tijd bevinden.
• Vorm molecuul wordt bepaald door positie orbitalen
• Covalente binding
o S en p orbitalen hybridisatie
o 1s → zitten de elektronen uit de eerste schil
o 2s → zitten de elektronen uit de tweede schil
o Sp3 hybridisatie
• Tetrahedron vorming
• Verklaart de vorm
o Vorm molecuul bepaald functie
o Interacties bepaald door vorm
Chemische reacties en bindingen
• Chemische reacties
o Maken en breken chemische bindingen
o Start moleculen: reactanten of substraat
o Eind molecuul: producten
• Alle reacties zijn reversibel
o Reactie loopt tot er een chemisch evenwicht is
Boek/filmpjes
H2 Atoms and Molecules
Leven is:
- Opgebouwd uit chemische componenten
- Houdt zich aan de wetten van de fysica en chemie
➔ Vandaar dat we beginnen met de kleinste bouwstenen die we kennen: atomen
Elementen en chemische verbindingen
• Alle organismen bestaan uit materie
• Materie is gemaakt van elementen (O, C, N, H, Ca, S……)
• Een chemische verbindingen is opgebouwd uit 2 of meer verschillende elementen in een
vaste verhouding:
o Vb: H2O
o Heeft een andere eigenschappen dan losse elementen
Elementen van het leven
• 20-25% van de 92 elementen zijn noodzakelijk voor levende organismen:
o Essentiële elementen
• 96% van een organisme bestaat uit slechts vier elementen
o Zuurstof, O
o Koolstof, C
o Waterstof, H
o Stikstof, N
• Overige 4% uit trace elements
o Slechts weinig van nodig
o Sommige specifiek voor specifieke organismen
Atomen
• Atomen bestaan uit:
o Protonen – positief geladen deeltje
o Neutronen – neutraal deeltje
o Elektronen – negatief geladen deeltje
• Protonen en neutronen in de atoomkern
• Elektronen in “wolk” om de kern
• Massa getal: protonen + neutronen
o Elk neutronen en proton → massa van 1 Dalton
o Massa elektronen verwaarloosbaar
o Linksboven van het element
• Atoomnummer: aantal protonen
o Atomen met een gelijk atoomnummer:
▪ Zelfde chemische eigenschappen
▪ Zelfde element
, • Eigenschappen van elementen
o Voorbeeld: atoomnummer 9 → welk typisch gedrag vertoont dit element bij binding
met andere elementen?
▪ 9 protonen, 2 elektronen in de eerste schil. Dus 9-2= 7 valentie elektronen.
Heeft een lading van -1.
Isotopen en radioactief verval
• Isotopen zijn atomen met
o Hetzelfde aantal protonen
o Verschillend aantal neutronen →
ander massagetal!
• Meeste isotopen zijn stabiel, sommige onstabiel → radioactieve isotopen
o Kooltof-14 → Stikstof-14
o Vervalsnelheid uitgedrukt in halfwaardetijd
o Varieert van seconden tot 10^9 jaren
Elektronen verdeling
• Chemische eigenschappen van atoom worden bepaald door verdeling elektronen in
elektronenschillen
• Valentie elektronen → Elektronen in buitenste schil → Valentieschil
• Elementen met dezelfde verdeling valentie elektronen
o Chemisch zelfde eigenschappen
• Atomen proberen hun buitenste schil vol te krijgen
o Elementen met een volle valentie schil zijn chemisch inert (reageren nauwelijks)
• Een orbitaal is de ruimte waarin een elektron 90% van de tijd is
• Elke elektronenschil bestaat uit een aantal specifiek aantal orbitalen
• Elk orbital bevat 2 elektronen
o Schil 1: 1s
o Schil 2: 2s, 2px, 2py, 2pz
,Bindingen
• Atomen met een incomplete valentieschil
o Proberen schil toch vol te krijgen
▪ Elektronenparen delen: covalente binding
▪ Elektronen overdragen: ionbinding
• Covalente binding:
o Interactie tussen atomen
o Elektronenparen delen
o Elektronen tellen nu mee in de valentieschil
o Molecuul: 2 of meer atomen gebonden door covalente binding
o Enkele covalente binding: 1 elektronenpaar gedeeld, dubbele covalente binding; 2
elektronenparen gedeeld, etc……
o Elektronen worden niet altijd eerlijk gedeeld
o Afhankelijk van elektronen negativiteit van het atoom
▪ Afhankelijk van aantal
protonen en afstand van
schil tot kern
▪ Over het algemeen, naar
rechts en naar boven >>
hogere
elektronegativiteit
▪ O>N>S
Verschillende elektronegativiteit
1) Niet-polaire covalente binding
a. Elektronen gelijk verdeeld
b. Verschil <0,4
2) Polaire covalente binding
a. Elektronen dichter bij 1 van de atomen
b. Verschil 0,4-1,6
c. Zorgt voor partiële ladingen in het molecuul → kan zorgen voor negatief
dipoolmoment.
3) Ionbinding
a. Atomen nemen soms elektronen geheel over van hun bindend partneratoom
b. Na de overdracht >> beide atomen geladen
c. Geladen atoom/molecuul = een ion
i. Kation is positief geladen
ii. Anion is negatief geladen
d. Chemische verbindingen die ionbindingen vormen = zouten
e. Vormen kristallen
Zwakke chemische interacties
• Naast covalente bindingen ook veel zwakkere interacties tussen moleculen/atomen
, o Waterstofbruggen
▪ Covalent gekoppeld aan sterk elektronegatief atoom
▪ Aangetrokken tot ander elektronegatief atoom
▪ Kan alleen NH-bruggen of OH-bruggen
o Van der Waals krachten
▪ Door toeval elektronen niet gelijkmatig verdeeld over molecuul
▪ Daardoor aantrekkingskrachten tussen moleculen die erg dicht bij elkaar zijn
o Zwakke chemische interacties
▪ Zorgen dat veel grote biologische moleculen in vorm blijven
▪ Interactie is reversibel
• Komen veel bindingen voor in eiwitten!
Molecuulvorm en functie
• Het is een plek/wolk waarin elektronen zich 90% van de tijd bevinden.
• Vorm molecuul wordt bepaald door positie orbitalen
• Covalente binding
o S en p orbitalen hybridisatie
o 1s → zitten de elektronen uit de eerste schil
o 2s → zitten de elektronen uit de tweede schil
o Sp3 hybridisatie
• Tetrahedron vorming
• Verklaart de vorm
o Vorm molecuul bepaald functie
o Interacties bepaald door vorm
Chemische reacties en bindingen
• Chemische reacties
o Maken en breken chemische bindingen
o Start moleculen: reactanten of substraat
o Eind molecuul: producten
• Alle reacties zijn reversibel
o Reactie loopt tot er een chemisch evenwicht is
