3.1 De bouw van stoffen
Stroomgeleiding is een stofeigenschap op macroniveau. Om
stroomgeleiding te verklaren moet je naar de deeltjes van het
microniveau kijken. Om de elektrische stroom te geleiden, moeten
in een stof geladen deeltjes aanwezig zijn die vrij kunnen bewegen.
Om de stroomgeleiding te meten kun je een experiment uitvoeren.
Met de opstelling van hiernaast kan je kijken of bepaalde stoffen
stroom geleiden.
Je kan eigenlijk 3 groepen onderscheiden in zo’n experiment:
1. Stoffen die zowel in de vaste fase als in de vloeibare fase stroom geleiden. Dit zijn stoffen
met een formule waar alleen metaalatomen voorkomen, metalen.
2. Stoffen die alleen in de vloeibare fase elektrische stroom geleiden. Dit zijn stoffen met een
formule waarin een combinatie van een metaalatoom plus niet-metaalatoom, zouten.
3. Stoffen die niet in de vaste fase en ook niet in de vloeibare fase elektrische stroom
geleiden. Dit zijn stoffen met een formule waarin alleen niet-metaalatomen voorkomen,
moleculaire stoffen.
In de vaste fase zitten de bouwstenen van een stof dicht op elkaar gestapeld. Als deze
bouwstenen in een regelmatig patroon zijn gestapeld, vormen ze een kristalrooster.
Bij metalen zijn de metaalatomen gestapeld in een kristalrooster,
dat bij metalen een metaalrooster wordt genoemd.
Metaalatomen hebben weinig elektronen in de buitenste schil.
Door de grotere afstand van deze valentie-elektronen tot de kern
is de aantrekkingskracht van de kern op de valentie-elektronen
minder groot dan op de elektronen in de schillen dichter bij de
kern. De valentie-elektronen kunnen daardoor uit de buitenste
schil gaan. In het metaalrooster ontstaan dan positieve
metaalionen, omringd door negatieve vrij bewegende atomen.
De positieve en de negatieve vrije elektronen trekken elkaar aan. De binding die zo ontstaat,
noem je de metaalbinding. Het metaal geleidt in de vaste fase de elektrische stroom,
omdat de elektronen vrij door het rooster kunnen bewegen. De metaalionen zitten op vaste
plaatsen. Als het metaal vloeibaar wordt, verliezen de metaalionen de vaste plaats in het
rooster en zijn ze ook in staat om elektrische stroom te geleiden. Bij een vloeibaar metaal
zorgen dus zowel de vrije elektronen als de metaalionen voor de geleiding.
, Een zout geleidt in de vloeibare fase de elektrische stroom.
Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. Deze
positieve en negatieve ionen trekken elkaar aan en vormen zo de
ionbinding. Het kristalrooster dat ontstaat, heet een ionrooster.
Een zout geleidt geen elektrische stroom in de vaste fase omdat
de ionen op een vaste plaats in het rooster zitten. In de vloeibare
fase verliezen de ionen de vaste plaats in het rooster en kunnen
zich vrij bewegen door het gesmolten zout. Dan treedt wel
stroomgeleiding op.
Een moleculaire stof geleidt in de vaste en vloeibare fase geen
elektrische stroom. Moleculaire stoffen zijn opgebouwd uit
ongeladen moleculen en kunnen geen stroom geleiden. De
moleculen in het kristalrooster van een moleculaire stoffen
trekken elkaar aan en deze aantrekkingskracht, vormt de
vanderwaalsbinding. Het kristalrooster dat ontstaat heet een
molecuulrooster.
3.2 Binding in moleculen
Heb je maar één atoom van de eerste atoomsoort in de formule, CO2, dan laat je het
voorvoegsel mono- weg. CO2 wordt dus koolstofdioxide.
Als er van de atoomsoort die niet vooraan staat in de formule maar één atoom aanwezig is,
zoals N2O, dan schrijf je mono- wel op. Het is distikstofmono-oxide.
Als je de naam van een moleculaire stof kent, weet je nog niets over de bouw van het
molecuul. Daarvoor moet je weten hoe de binding tussen de atomen in het molecuul tot
stand komt. Je gebruikt hiervoor het atoommodel van Bohr en de octetregel. Om aan de
octetregel te voldoen kan een atoom elektronen delen met een ander atoom en zo de
buitenste schil een stabiele edelgasconfiguratie geven.
In waterstofgas, H2(g), deelt het waterstofatoom een elektron met een ander
waterstofatoom. Beide atomen bezitten door dit delen twee elektronen in de K-schil en ze
hebben op dat moment de edelgasconfiguratie van helium. Het waterstofatoom kan maar
één binding vormen, want het kan maar één elektron met een ander atoom delen. De twee
gedeelde elektronen, het gemeenschappelijk elektronenpaar, houden de kernen bij elkaar.
Dit noem je een atoombinding of covalente binding. De atoombinding is een zeer sterke
verbinding, het kost veel energie om deze te verbreken.
Het zuurstofatoom heeft zes valentie-elektronen. Om te voldoen aan de octetregel moeten
er acht elektronen in de buitenste schil zitten, het zuurstofatoom zal twee elektronen
Stroomgeleiding is een stofeigenschap op macroniveau. Om
stroomgeleiding te verklaren moet je naar de deeltjes van het
microniveau kijken. Om de elektrische stroom te geleiden, moeten
in een stof geladen deeltjes aanwezig zijn die vrij kunnen bewegen.
Om de stroomgeleiding te meten kun je een experiment uitvoeren.
Met de opstelling van hiernaast kan je kijken of bepaalde stoffen
stroom geleiden.
Je kan eigenlijk 3 groepen onderscheiden in zo’n experiment:
1. Stoffen die zowel in de vaste fase als in de vloeibare fase stroom geleiden. Dit zijn stoffen
met een formule waar alleen metaalatomen voorkomen, metalen.
2. Stoffen die alleen in de vloeibare fase elektrische stroom geleiden. Dit zijn stoffen met een
formule waarin een combinatie van een metaalatoom plus niet-metaalatoom, zouten.
3. Stoffen die niet in de vaste fase en ook niet in de vloeibare fase elektrische stroom
geleiden. Dit zijn stoffen met een formule waarin alleen niet-metaalatomen voorkomen,
moleculaire stoffen.
In de vaste fase zitten de bouwstenen van een stof dicht op elkaar gestapeld. Als deze
bouwstenen in een regelmatig patroon zijn gestapeld, vormen ze een kristalrooster.
Bij metalen zijn de metaalatomen gestapeld in een kristalrooster,
dat bij metalen een metaalrooster wordt genoemd.
Metaalatomen hebben weinig elektronen in de buitenste schil.
Door de grotere afstand van deze valentie-elektronen tot de kern
is de aantrekkingskracht van de kern op de valentie-elektronen
minder groot dan op de elektronen in de schillen dichter bij de
kern. De valentie-elektronen kunnen daardoor uit de buitenste
schil gaan. In het metaalrooster ontstaan dan positieve
metaalionen, omringd door negatieve vrij bewegende atomen.
De positieve en de negatieve vrije elektronen trekken elkaar aan. De binding die zo ontstaat,
noem je de metaalbinding. Het metaal geleidt in de vaste fase de elektrische stroom,
omdat de elektronen vrij door het rooster kunnen bewegen. De metaalionen zitten op vaste
plaatsen. Als het metaal vloeibaar wordt, verliezen de metaalionen de vaste plaats in het
rooster en zijn ze ook in staat om elektrische stroom te geleiden. Bij een vloeibaar metaal
zorgen dus zowel de vrije elektronen als de metaalionen voor de geleiding.
, Een zout geleidt in de vloeibare fase de elektrische stroom.
Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. Deze
positieve en negatieve ionen trekken elkaar aan en vormen zo de
ionbinding. Het kristalrooster dat ontstaat, heet een ionrooster.
Een zout geleidt geen elektrische stroom in de vaste fase omdat
de ionen op een vaste plaats in het rooster zitten. In de vloeibare
fase verliezen de ionen de vaste plaats in het rooster en kunnen
zich vrij bewegen door het gesmolten zout. Dan treedt wel
stroomgeleiding op.
Een moleculaire stof geleidt in de vaste en vloeibare fase geen
elektrische stroom. Moleculaire stoffen zijn opgebouwd uit
ongeladen moleculen en kunnen geen stroom geleiden. De
moleculen in het kristalrooster van een moleculaire stoffen
trekken elkaar aan en deze aantrekkingskracht, vormt de
vanderwaalsbinding. Het kristalrooster dat ontstaat heet een
molecuulrooster.
3.2 Binding in moleculen
Heb je maar één atoom van de eerste atoomsoort in de formule, CO2, dan laat je het
voorvoegsel mono- weg. CO2 wordt dus koolstofdioxide.
Als er van de atoomsoort die niet vooraan staat in de formule maar één atoom aanwezig is,
zoals N2O, dan schrijf je mono- wel op. Het is distikstofmono-oxide.
Als je de naam van een moleculaire stof kent, weet je nog niets over de bouw van het
molecuul. Daarvoor moet je weten hoe de binding tussen de atomen in het molecuul tot
stand komt. Je gebruikt hiervoor het atoommodel van Bohr en de octetregel. Om aan de
octetregel te voldoen kan een atoom elektronen delen met een ander atoom en zo de
buitenste schil een stabiele edelgasconfiguratie geven.
In waterstofgas, H2(g), deelt het waterstofatoom een elektron met een ander
waterstofatoom. Beide atomen bezitten door dit delen twee elektronen in de K-schil en ze
hebben op dat moment de edelgasconfiguratie van helium. Het waterstofatoom kan maar
één binding vormen, want het kan maar één elektron met een ander atoom delen. De twee
gedeelde elektronen, het gemeenschappelijk elektronenpaar, houden de kernen bij elkaar.
Dit noem je een atoombinding of covalente binding. De atoombinding is een zeer sterke
verbinding, het kost veel energie om deze te verbreken.
Het zuurstofatoom heeft zes valentie-elektronen. Om te voldoen aan de octetregel moeten
er acht elektronen in de buitenste schil zitten, het zuurstofatoom zal twee elektronen
