Hoofdstuk 12: Materialen
§1 Van structuur naar eigenschappen
Begrippen:
Polymerisatiegraad: hoeveelheid monomeermoleculen per polymeermolecuul dat aan elkaar
is gekoppeld
Materiaaleigenschappen zijn belangrijk voor het maken van bepaalde materialen:
Hoeveelheid kracht die een materiaal per vierkante meter kan verdragen wordt op 2
manieren gemeten:
- Trekproef (bros, plastisch of elastisch?)
- Drukproef
Materialen kunnen op 3 niveaus worden beschreven:
- Macroniveau: door de mens waarneembaar niveau
- Mesoniveau: manier waarop deeltjes zijn geordend tot grotere structuren (vezels,
kristallen)
- Microniveau: deeltjesniveau (atomen, ionen en moleculen)
● Microstructuur van belang! (atoomrooster, metaalrooster of ionrooster)
4 hoofdgroepen van materialen:
1. Metalen
Eigenschappen van metalen:
- Vervormbaar
- Hard
- Taal
- Glanzend
- Hoge geleidbaarheid (warmte en elektriciteit)
- Hoog smelt‐ en kookpunt (dus sterke binding tussen deeltjes)
- Mengbaar met andere metalen
Metalen bestaan uit een metaalrooster die positieve atoomresten en vrije negatieve
valentie-elektronen bevat die vrij kunnen bewegen en dus voor stroomgeleiding zorgen.
Kracht op een metaal zorgt voor in de metaalrooster een verschuiving van metaalatomen en
dus voor vormbaarheid. Deze positieve atoomresten en vrije negatieve valentie-elektronen
trekken elkaar aan en vormen een metaalbinding. Door toevoeging van andere metalen van
andere groottes ontstaat er een legering (= mengsel van samengesmolten metalen). Een
legering is veel harder dan afzonderlijke metalen.
, 2. Keramiek
Betekenis: materialen die door verhitting harder zijn geworden
Microstructuur van keramiek verandert niet tijden verhitting! Maar de eigenschappen van het
materiaal wel!
● Deeltjes bewegen sneller tijdens verhitting en komen dichter bij elkaar wat de
bindingssterkte vergroot
○ Materiaal krimpt hierdoor en wordt hard!
● Bevat zowel atoombindingen als ionbindingen!
Eigenschappen van keramieken (klei):
- Slijtvast
- Warmte- en elektriciteit geleiding
- Bestand tegen hoge temperaturen
- Bros
2 soorten keramiek:
- Ionogene keramiek (2 niet‐metalen)
● Heeft een ionrooster en is opgebouwd uit ionen en ionbindingen
● Geladen deeltjes (ionen) kunnen niet bewegen, omdat ze vast in ionrooster
zitten → geen goede stroomgeleiding!
- Covalente keramiek (1 metaal + 1 niet‐metaal)
● Heeft kristalrooster/atoomrooster en wordt bij elkaar gehouden door
atoombindingen
● Geen geladen deeltjes → geen stroomgeleiding!
3. Polymeren
Betekenis: heel lange moleculen die bestaan uit aan elkaar gekoppelde
monomeermoleculen
Hoe dichter polymeerketens bij elkaar liggen, hoe sterker de vanderwaalsbindingen! Door
zijtakken wordt de eigenschap van polymeer beïnvloedt. Het wordt dan een zacht materiaal,
omdat polymeermoleculen verder van elkaar afliggen en de vanderwaalsbindingen zwakker
zijn.
2 soorten polymeren:
- Synthetische polymeren: kunststoffen in de chemie (plastics/kunststoffen)
- Natuurlijke polymeren: eiwitten, katoen, natuurrubber, wol, zetmeel etc.
§1 Van structuur naar eigenschappen
Begrippen:
Polymerisatiegraad: hoeveelheid monomeermoleculen per polymeermolecuul dat aan elkaar
is gekoppeld
Materiaaleigenschappen zijn belangrijk voor het maken van bepaalde materialen:
Hoeveelheid kracht die een materiaal per vierkante meter kan verdragen wordt op 2
manieren gemeten:
- Trekproef (bros, plastisch of elastisch?)
- Drukproef
Materialen kunnen op 3 niveaus worden beschreven:
- Macroniveau: door de mens waarneembaar niveau
- Mesoniveau: manier waarop deeltjes zijn geordend tot grotere structuren (vezels,
kristallen)
- Microniveau: deeltjesniveau (atomen, ionen en moleculen)
● Microstructuur van belang! (atoomrooster, metaalrooster of ionrooster)
4 hoofdgroepen van materialen:
1. Metalen
Eigenschappen van metalen:
- Vervormbaar
- Hard
- Taal
- Glanzend
- Hoge geleidbaarheid (warmte en elektriciteit)
- Hoog smelt‐ en kookpunt (dus sterke binding tussen deeltjes)
- Mengbaar met andere metalen
Metalen bestaan uit een metaalrooster die positieve atoomresten en vrije negatieve
valentie-elektronen bevat die vrij kunnen bewegen en dus voor stroomgeleiding zorgen.
Kracht op een metaal zorgt voor in de metaalrooster een verschuiving van metaalatomen en
dus voor vormbaarheid. Deze positieve atoomresten en vrije negatieve valentie-elektronen
trekken elkaar aan en vormen een metaalbinding. Door toevoeging van andere metalen van
andere groottes ontstaat er een legering (= mengsel van samengesmolten metalen). Een
legering is veel harder dan afzonderlijke metalen.
, 2. Keramiek
Betekenis: materialen die door verhitting harder zijn geworden
Microstructuur van keramiek verandert niet tijden verhitting! Maar de eigenschappen van het
materiaal wel!
● Deeltjes bewegen sneller tijdens verhitting en komen dichter bij elkaar wat de
bindingssterkte vergroot
○ Materiaal krimpt hierdoor en wordt hard!
● Bevat zowel atoombindingen als ionbindingen!
Eigenschappen van keramieken (klei):
- Slijtvast
- Warmte- en elektriciteit geleiding
- Bestand tegen hoge temperaturen
- Bros
2 soorten keramiek:
- Ionogene keramiek (2 niet‐metalen)
● Heeft een ionrooster en is opgebouwd uit ionen en ionbindingen
● Geladen deeltjes (ionen) kunnen niet bewegen, omdat ze vast in ionrooster
zitten → geen goede stroomgeleiding!
- Covalente keramiek (1 metaal + 1 niet‐metaal)
● Heeft kristalrooster/atoomrooster en wordt bij elkaar gehouden door
atoombindingen
● Geen geladen deeltjes → geen stroomgeleiding!
3. Polymeren
Betekenis: heel lange moleculen die bestaan uit aan elkaar gekoppelde
monomeermoleculen
Hoe dichter polymeerketens bij elkaar liggen, hoe sterker de vanderwaalsbindingen! Door
zijtakken wordt de eigenschap van polymeer beïnvloedt. Het wordt dan een zacht materiaal,
omdat polymeermoleculen verder van elkaar afliggen en de vanderwaalsbindingen zwakker
zijn.
2 soorten polymeren:
- Synthetische polymeren: kunststoffen in de chemie (plastics/kunststoffen)
- Natuurlijke polymeren: eiwitten, katoen, natuurrubber, wol, zetmeel etc.
