Chemie
Basisbegrippen
Textiel(veredeling): grondstoffen en chemicaliën
Mengsels
Gasmengsels. Bijv. lucht is een mengsel van 79% stikstof en 20% zuurstof en 1%
waterdamp, kooldioxide, edelgassen etc.
Vloeistofmengsels. Bijv. aardolie.
Vaste-stof mengsels. Bijv. brons. Brons is een legering (menging van verschillende
metalen).
Oplossingen. Bijv. zeewater. Dit is een mengsel van water en zout. Het zout is opgelost
in het water maar de zon kan het water verdampen waardoor het zout overblijft.
Zuivere stoffen*
Niet-ontleedbare stoffen. Bijv. koolstof, lood, zuurstof en waterstof.
Ontleedbare stoffen.
*Een zuivere ontleedbare stof is bijv. Waterstofperoxide (H2+O2). Dit is waterstof + zuurstof.
Deze twee stoffen kunnen alleen door middel van licht worden ontleed (gescheiden). Dit
noem je fotolyse. Waterstofperoxide is het lichtste element dat er bestaat. Als je waterstof
en zuurstof van elkaar scheidt en daarna bij elkaar doet krijg je niet meer hetzelfde als wat je
had.
** Ook bestaat er thermolyse. Dit is onder invloed van temperatuur een bepaalde stof
verhitten. Hierdoor wordt het ontleed en worden het dus twee stoffen. Bij samenvoegen
wordt het niet meer originele stof. Bijv. als je kwikoxide (ontleedbare zuivere stof) verhit
onder invloed van een heel hoge temperatuur, ontleedt het in kwik en zuurstof.
*** Electrolyse is door middel van elektriciteit. Door middel van stroom kan je water
ontleden, er ontstaat zuurstof en waterstofgas. Voeg je dit bij elkaar, dan wordt het niet
meteen weer water. (Video)
Opbouw van stoffen
Een molecuul is het kleinste deeltje waarin een stof kan worden onderverdeeld zonder dat
de eigenschappen van de stof veranderen. Een molecuul is opgebouwd uit atomen. Een
atoom is het kleinste deeltje van een stof dat niet verder deelbaar is (langs chemische weg).
Nog aantekeningen
Atoom
De kern bestaat uit protonen en neutronen met daaromheen elektronen. Het aantal
protonen is het aantal elektronen. Dit is gelijk. (Aantal elektronen = Aantal protonen)
• Protonen: positieve lading
• Neutronen: geen lading (geheugensteun: neu = neutraal, dus geen lading)
• Elektronen: negatieve lading
Het aantal protonen in de kern is bij elk element verschillend, deze hoeveelheid bepaald welk
element je hebt. Het atoomnummer geeft aan wat voor soort element je hebt, én hoeveel
protonen in de kern zitten en wat weer gelijk is aan het aantal elektronen. Elektronen
draaien om de kern heen. Neutronen houden de protonen bij elkaar. Ze zorgen voor een
massieve kern. Neutronen zorgen ervoor dat de protonen in de kern bij elkaar blijven. Alle
niet ontleedbare stoffen hebben een kern met neutronen, protonen en elektronen.
,Structuur van de elektronenwolk
Atoommodel van Bohr: atomen die in cirkelvormige banen om
de kern bewegen (schillen: K, L, M, etc) aantal elektronen in
een schil: 2n2
Theorie van Schrödinger: 7 energieniveau’s met subniveau’s.
In de eerste schil kunnen maximaal 2 elektronen. Dit is de
eerste laag. Na twee elektronen zit hij vol. Bij de tweede schil
kunnen er maximaal 8 in. Hij vormt steeds meer schillen. In de derde schil kunnen er ook
maximaal 8 in.
De 1e schil K-schil (2 elektronen)
De 2e schil L-schil (8 elektronen)
De 3e schil M-schil (8 elektronen)
Functies
• protonen: welk element
• neutronen: massa en stabiliteit
• electronen: reactiviteit
Massa
• atoommassa eenheid: u: 1,66057.10-27 kg
( 1/12de van de massa van koolstof 12 = 1,66.10-27 kg)
• protonen: 1.67x-24 g = 1 u
• neutronen: 1.67x-24 g = 1 u
• electronen: 0.00055 u ~0
De protonen en neutronen hebben een massa. De massa is heel klein. De massa wordt U
genoemd. Dus de massa van 2 protonen is 2U.
De atoom massa is de massa van de protonen en de massa van de neutronen samen.
Tentamenvraag:
Chloor heeft atoomnummer 17, de atoommassa staat onder CL in het periodiek systeem, dit
is 35,45. Hoeveel protonen, hoeveel neutronen, hoeveel elektronen zitten er in CL? (video
uitleg)
Aantal protonen = atoomnummer. Dus dit is 17.
Aantal neutronen = de totale atoommassa – de massa van het aantal protonen. Dus dit is
35,45 – 17 = 18,45*
Aantal elektronen = gelijk aan aantal protonen anders is de lading niet neutraal. Dus dit is
ook 17.
*0,45 kan omdat het ene Chloor-atoom 18 kan hebben en de ander 17, maar het is
gemiddeld genomen. Dit heet isotoop.
Periodiek systeem
Verticaal = groep.
Het nummer = het aantal valentie-
elektronen.
Horizontaal = periode.
Het nummer = het aantal
elektronenschillen.
,Hoofdgroepen en nevengroepen
8 hoofdgroepen:
– groep Ia : alkalimetalen
– Groep IIa : aardalkalimetalen
– Groep IIIa : boorgroep
– Groep IVa : koolstofgroep
– Groep Va : stikstofgroep
– Groep VIa : zuurstofgroep
– Groep VIIa : halogenen
– Groep VIIIa : edelgassen
Nevengroepen(b): overgangselementen
Lanthaniden
Actiniden
Belangrijke elementen
Waterstof H
Koolstof C
Stikstof N
Zuurstof O
Natrium Na
Chloor Cl
Kalium K
Fosfor P
Zwavel S
Atoomnummer en atoommassa
Isotopen: verschil in aantal neutronen
Chemische binding
Edelgassen. Kenmerk van een edelgas: de buitenste elektronenschil (hoogste energieniveau)
is geheel gevuld. Hierdoor ontstaat er een stabiele situatie.
Edelgasconfiguratie
Edelgasconfiguratie is een toestand van de elektronenconfiguratie van een atoom of een ion,
waarbij de elektronen in de buitenste elektronenschil de configuratie van de elektronen van
een edelgas hebben. Oftewel: een element heeft dezelfde opbouw als een edelgas.
Edelgasconfiguratie kan op twee manieren:
Een elektron aantrekken of zeven elektronen afstaan. Dit kost beide energie, alleen kost een
elektron aantrekken minder energie dan er zeven afstaan. (Video)
• Ion binding: het opnemen of afstaan van elektronen. Word ook wel elektrovalente of
heteropolaire binding genoemd. Het is elektrische aantrekking van positieve en
negatieve ionen
• Ion: elektrisch geladen deeltje, ontstaan uit een atoom door het opnemen of
afstaan van een of meer elektronen
• Een zout bestaat uit een positief en een negatief ion
, • Covalente binding: het delen van elektronen. Word ook wel ook wel atoombinding of
homopolaire binding genoemd. Binding door gemeenschappelijke
elektronenpa(a)r(en)
• Gewone atoombinding (a-polaire binding) O=O
• Polaire atoombinding O−H
• Metaalbinding is de binding van metaalionen door vrij bewegende elektronen
• Geleiding van elektriciteit en warmte
Elektronegativiteit
Elektronegativiteit is de maat voor de sterkte waarmee een atoom elektronen aantrekt.
Redoxreactie
Na − 1 e- à Na+ (ionisatieenergie = 0,50 MJ/mol)
- -
Cl + 1 e à Cl ( - 0,354 MJ/mol)
--------------------------------------------- +
Na+ + Cl- à Na+Cl- (NaCl) ( 0,146 MJ/mol)
( - 0,68 MJ/mol)
( - 0,534 MJ/mol)
Eerst oxidatiereactie.
Daarna reductiereactie.
De reacties gaan altijd hand in hand.
Geheugensteun à redoxreactie (reduceren+oxideren)
Oxidatie en reductie
Oxidatie is het afstaan van elektronen door een atoom of ion.
Reductie is het opnemen van elektronen door een atoom of ion.
Oxidator kan elektronen onttrekken van een ander atoom of ion.
Reductor kan elektronen toevoegen aan een ander atoom of ion.
H2O2 (= waterstofperoxide, een bleekmiddel. Zorgt ervoor dat verbindingen worden verbroken en daardoor verliest het zijn kleur)
Na2S2O4 (=natriumdithioniet, goede reductor)
Getal van Avogadro
1 mol = de hoeveelheid van een stof die 6,022.1023 deeltjes (atomen, moleculen, ionen)
bevat. Een mol is een bepaalde hoeveelheid, netzoiets als een dozijn, dat is ook een
bepaalde hoeveelheid.
Het molair volume ( Vm ) van een gas is het volume dat overeenkomt met 1 mol van een gas.
Onder normale omstandigheden (1 atm en 200 C of 1013 hPa en 273 K) is het molair volume
= 22,4 liter.
Cocentraties anders uitgedrukt
Aantal g opgeloste stof per 100 g: massaprocent (m%)
Aantal ml opgeloste stof per 100 ml: volumeprocent (V%)
Aantal g opgeloste stof per 100 ml: procent (%)
Aantal g opgeloste stof per 1000 ml: promille (%0)
Aantal deeltjes per miljoen (=parts per million): ppm
Aantal deeltjes per miljard (=parts per billion): ppb
, Water en pH
2 H2O à H3O+ + OH-
(H3O+ ook wel H+)
1 molecuul op elke 560 miljard watermoleculen is gesplitst in ionen
aantal watermoleculen in 1 liter water: 33,3.1024
6.1016 hydroxylionen en 6.1016 hydroxoniumionen in 1 liter water
1 mol waterstofionen = 6.1023 ionen
in 1 liter 6..1023 = 0,0000001 of 10-7 [ mol H+ / l ]
een stof is zuur als er veel H+ ionen in voorkomen, dit krijg je als 2 H 2O zich opsplitst in
H3O+ + OH-
In zuiver water geldt:
[H+] = [OH-] = 10-7 [mol/l]
pH is gelijk aan het tegengestelde van de logaritme
(met grondtal 10) van de concentratie H+.
pH van zuiver water: pH = 7
Een pH boven de 7 is basisch, een pH van 7 is neutraal en een pH onder de 7 is zuur.
Oxidatie/zuurbasereaktie/zouten
Intra moleculaire en intermoleculaire krachten
Intramoleculaire krachten:
• Elektrostatische krachten tussen atoomkernen en elektronen, afstotende krachten
tussen atoomkernen onderling en elektronen onderling (covalente binding)
Intermoleculaire krachten:
• dipool - dipool
• Van der Waals-krachten
• Waterstofbruggen
Basisbegrippen
Textiel(veredeling): grondstoffen en chemicaliën
Mengsels
Gasmengsels. Bijv. lucht is een mengsel van 79% stikstof en 20% zuurstof en 1%
waterdamp, kooldioxide, edelgassen etc.
Vloeistofmengsels. Bijv. aardolie.
Vaste-stof mengsels. Bijv. brons. Brons is een legering (menging van verschillende
metalen).
Oplossingen. Bijv. zeewater. Dit is een mengsel van water en zout. Het zout is opgelost
in het water maar de zon kan het water verdampen waardoor het zout overblijft.
Zuivere stoffen*
Niet-ontleedbare stoffen. Bijv. koolstof, lood, zuurstof en waterstof.
Ontleedbare stoffen.
*Een zuivere ontleedbare stof is bijv. Waterstofperoxide (H2+O2). Dit is waterstof + zuurstof.
Deze twee stoffen kunnen alleen door middel van licht worden ontleed (gescheiden). Dit
noem je fotolyse. Waterstofperoxide is het lichtste element dat er bestaat. Als je waterstof
en zuurstof van elkaar scheidt en daarna bij elkaar doet krijg je niet meer hetzelfde als wat je
had.
** Ook bestaat er thermolyse. Dit is onder invloed van temperatuur een bepaalde stof
verhitten. Hierdoor wordt het ontleed en worden het dus twee stoffen. Bij samenvoegen
wordt het niet meer originele stof. Bijv. als je kwikoxide (ontleedbare zuivere stof) verhit
onder invloed van een heel hoge temperatuur, ontleedt het in kwik en zuurstof.
*** Electrolyse is door middel van elektriciteit. Door middel van stroom kan je water
ontleden, er ontstaat zuurstof en waterstofgas. Voeg je dit bij elkaar, dan wordt het niet
meteen weer water. (Video)
Opbouw van stoffen
Een molecuul is het kleinste deeltje waarin een stof kan worden onderverdeeld zonder dat
de eigenschappen van de stof veranderen. Een molecuul is opgebouwd uit atomen. Een
atoom is het kleinste deeltje van een stof dat niet verder deelbaar is (langs chemische weg).
Nog aantekeningen
Atoom
De kern bestaat uit protonen en neutronen met daaromheen elektronen. Het aantal
protonen is het aantal elektronen. Dit is gelijk. (Aantal elektronen = Aantal protonen)
• Protonen: positieve lading
• Neutronen: geen lading (geheugensteun: neu = neutraal, dus geen lading)
• Elektronen: negatieve lading
Het aantal protonen in de kern is bij elk element verschillend, deze hoeveelheid bepaald welk
element je hebt. Het atoomnummer geeft aan wat voor soort element je hebt, én hoeveel
protonen in de kern zitten en wat weer gelijk is aan het aantal elektronen. Elektronen
draaien om de kern heen. Neutronen houden de protonen bij elkaar. Ze zorgen voor een
massieve kern. Neutronen zorgen ervoor dat de protonen in de kern bij elkaar blijven. Alle
niet ontleedbare stoffen hebben een kern met neutronen, protonen en elektronen.
,Structuur van de elektronenwolk
Atoommodel van Bohr: atomen die in cirkelvormige banen om
de kern bewegen (schillen: K, L, M, etc) aantal elektronen in
een schil: 2n2
Theorie van Schrödinger: 7 energieniveau’s met subniveau’s.
In de eerste schil kunnen maximaal 2 elektronen. Dit is de
eerste laag. Na twee elektronen zit hij vol. Bij de tweede schil
kunnen er maximaal 8 in. Hij vormt steeds meer schillen. In de derde schil kunnen er ook
maximaal 8 in.
De 1e schil K-schil (2 elektronen)
De 2e schil L-schil (8 elektronen)
De 3e schil M-schil (8 elektronen)
Functies
• protonen: welk element
• neutronen: massa en stabiliteit
• electronen: reactiviteit
Massa
• atoommassa eenheid: u: 1,66057.10-27 kg
( 1/12de van de massa van koolstof 12 = 1,66.10-27 kg)
• protonen: 1.67x-24 g = 1 u
• neutronen: 1.67x-24 g = 1 u
• electronen: 0.00055 u ~0
De protonen en neutronen hebben een massa. De massa is heel klein. De massa wordt U
genoemd. Dus de massa van 2 protonen is 2U.
De atoom massa is de massa van de protonen en de massa van de neutronen samen.
Tentamenvraag:
Chloor heeft atoomnummer 17, de atoommassa staat onder CL in het periodiek systeem, dit
is 35,45. Hoeveel protonen, hoeveel neutronen, hoeveel elektronen zitten er in CL? (video
uitleg)
Aantal protonen = atoomnummer. Dus dit is 17.
Aantal neutronen = de totale atoommassa – de massa van het aantal protonen. Dus dit is
35,45 – 17 = 18,45*
Aantal elektronen = gelijk aan aantal protonen anders is de lading niet neutraal. Dus dit is
ook 17.
*0,45 kan omdat het ene Chloor-atoom 18 kan hebben en de ander 17, maar het is
gemiddeld genomen. Dit heet isotoop.
Periodiek systeem
Verticaal = groep.
Het nummer = het aantal valentie-
elektronen.
Horizontaal = periode.
Het nummer = het aantal
elektronenschillen.
,Hoofdgroepen en nevengroepen
8 hoofdgroepen:
– groep Ia : alkalimetalen
– Groep IIa : aardalkalimetalen
– Groep IIIa : boorgroep
– Groep IVa : koolstofgroep
– Groep Va : stikstofgroep
– Groep VIa : zuurstofgroep
– Groep VIIa : halogenen
– Groep VIIIa : edelgassen
Nevengroepen(b): overgangselementen
Lanthaniden
Actiniden
Belangrijke elementen
Waterstof H
Koolstof C
Stikstof N
Zuurstof O
Natrium Na
Chloor Cl
Kalium K
Fosfor P
Zwavel S
Atoomnummer en atoommassa
Isotopen: verschil in aantal neutronen
Chemische binding
Edelgassen. Kenmerk van een edelgas: de buitenste elektronenschil (hoogste energieniveau)
is geheel gevuld. Hierdoor ontstaat er een stabiele situatie.
Edelgasconfiguratie
Edelgasconfiguratie is een toestand van de elektronenconfiguratie van een atoom of een ion,
waarbij de elektronen in de buitenste elektronenschil de configuratie van de elektronen van
een edelgas hebben. Oftewel: een element heeft dezelfde opbouw als een edelgas.
Edelgasconfiguratie kan op twee manieren:
Een elektron aantrekken of zeven elektronen afstaan. Dit kost beide energie, alleen kost een
elektron aantrekken minder energie dan er zeven afstaan. (Video)
• Ion binding: het opnemen of afstaan van elektronen. Word ook wel elektrovalente of
heteropolaire binding genoemd. Het is elektrische aantrekking van positieve en
negatieve ionen
• Ion: elektrisch geladen deeltje, ontstaan uit een atoom door het opnemen of
afstaan van een of meer elektronen
• Een zout bestaat uit een positief en een negatief ion
, • Covalente binding: het delen van elektronen. Word ook wel ook wel atoombinding of
homopolaire binding genoemd. Binding door gemeenschappelijke
elektronenpa(a)r(en)
• Gewone atoombinding (a-polaire binding) O=O
• Polaire atoombinding O−H
• Metaalbinding is de binding van metaalionen door vrij bewegende elektronen
• Geleiding van elektriciteit en warmte
Elektronegativiteit
Elektronegativiteit is de maat voor de sterkte waarmee een atoom elektronen aantrekt.
Redoxreactie
Na − 1 e- à Na+ (ionisatieenergie = 0,50 MJ/mol)
- -
Cl + 1 e à Cl ( - 0,354 MJ/mol)
--------------------------------------------- +
Na+ + Cl- à Na+Cl- (NaCl) ( 0,146 MJ/mol)
( - 0,68 MJ/mol)
( - 0,534 MJ/mol)
Eerst oxidatiereactie.
Daarna reductiereactie.
De reacties gaan altijd hand in hand.
Geheugensteun à redoxreactie (reduceren+oxideren)
Oxidatie en reductie
Oxidatie is het afstaan van elektronen door een atoom of ion.
Reductie is het opnemen van elektronen door een atoom of ion.
Oxidator kan elektronen onttrekken van een ander atoom of ion.
Reductor kan elektronen toevoegen aan een ander atoom of ion.
H2O2 (= waterstofperoxide, een bleekmiddel. Zorgt ervoor dat verbindingen worden verbroken en daardoor verliest het zijn kleur)
Na2S2O4 (=natriumdithioniet, goede reductor)
Getal van Avogadro
1 mol = de hoeveelheid van een stof die 6,022.1023 deeltjes (atomen, moleculen, ionen)
bevat. Een mol is een bepaalde hoeveelheid, netzoiets als een dozijn, dat is ook een
bepaalde hoeveelheid.
Het molair volume ( Vm ) van een gas is het volume dat overeenkomt met 1 mol van een gas.
Onder normale omstandigheden (1 atm en 200 C of 1013 hPa en 273 K) is het molair volume
= 22,4 liter.
Cocentraties anders uitgedrukt
Aantal g opgeloste stof per 100 g: massaprocent (m%)
Aantal ml opgeloste stof per 100 ml: volumeprocent (V%)
Aantal g opgeloste stof per 100 ml: procent (%)
Aantal g opgeloste stof per 1000 ml: promille (%0)
Aantal deeltjes per miljoen (=parts per million): ppm
Aantal deeltjes per miljard (=parts per billion): ppb
, Water en pH
2 H2O à H3O+ + OH-
(H3O+ ook wel H+)
1 molecuul op elke 560 miljard watermoleculen is gesplitst in ionen
aantal watermoleculen in 1 liter water: 33,3.1024
6.1016 hydroxylionen en 6.1016 hydroxoniumionen in 1 liter water
1 mol waterstofionen = 6.1023 ionen
in 1 liter 6..1023 = 0,0000001 of 10-7 [ mol H+ / l ]
een stof is zuur als er veel H+ ionen in voorkomen, dit krijg je als 2 H 2O zich opsplitst in
H3O+ + OH-
In zuiver water geldt:
[H+] = [OH-] = 10-7 [mol/l]
pH is gelijk aan het tegengestelde van de logaritme
(met grondtal 10) van de concentratie H+.
pH van zuiver water: pH = 7
Een pH boven de 7 is basisch, een pH van 7 is neutraal en een pH onder de 7 is zuur.
Oxidatie/zuurbasereaktie/zouten
Intra moleculaire en intermoleculaire krachten
Intramoleculaire krachten:
• Elektrostatische krachten tussen atoomkernen en elektronen, afstotende krachten
tussen atoomkernen onderling en elektronen onderling (covalente binding)
Intermoleculaire krachten:
• dipool - dipool
• Van der Waals-krachten
• Waterstofbruggen
