1.3 Het Periodiek Systeem als veelzijdige informatiebron

PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN BIJ
3 HET PERIODIEK SYSTEEM ALS VEELZIJDIGE INFORMATIEBRON
(ca. 8 lestijden)
3.1 Modellen voor atoombouw
OWMC 6. Atoommodellen zijn toch iets ingewikkelder!
Benodigdheden
– Afbeelding van Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr
� Visualiseringen van de atoombouw volgens Bohr: transparanten, dia's, magnebolen, enz.
� Opbouwschema voor de elektronenconfiguraties van de eerste achttien elementen uit het PSE
Mogelijke experimenten
–
–
Enkele eenvoudige proeven uit de elektrostatica, ter illustratie van ‘elektrische
eigenschappen’ van de materie,zoals het bestaan van tegengestelde ladingen, de
beweeglijkheid van ladingen en de krachtwerking tussen ladingen.
Vlamproeven ter illustratie van het bestaan van energieniveaus
Wenken
– Nog niet veel belang hechten aan de begrippen absolute en relatieve massa/elektrische lading. De
waarde van het rangnummer Z en de tot op de eenheid afgeronde waarde van A in dit stadium enkel
in verband brengen met het aantal protonen, neutronen en elektronen.
– Het begrip ‘elektronenbanen’ niet te sterk benadrukken. Beter is te spreken over ‘gebieden waarin
zich een aantal elektronen met een welbepaalde energiewaarde kunnen bevinden’. Het atoommodel
van Bohr zal worden voorgesteld als een handig, maar ook onvolledig atoommodel, dat in het eerste
leerjaar van de derde graad nog zal worden verfijnd.
3.2 Betekenisvolle rangschikking van de elementen
OWMC 7. De wereld van de chemische elementen : ch ao s of ordening ?
OWMC 8. Atomen verenigen zich tot moleculen , maar hoe?
O W M C9 . De “ mo l” : he t m idd e l o m mol e c ule n t e t e ll en !
OWMC 10. Verdere kennismaking met enkelvoudige stoffen * (2u/w)
Benodigdheden
� Actuele voorstellingen van het periodiek systeem van de elementen (PSE). Eventueel afbeeldingen
in verband met de historische evolutie van de rangschikking van de chemische elementen en
afbeeldingen van Mendelejev en van zijn originele publicaties. Stoffenverzameling van enkelvoudige
stoffen (of afbeeldingen ervan), gerangschikt volgens het huidige PSE.
� Tabellen met fysische en/of chemische eigenschappen en/of periodiciteit van enkelvoudige stoffen
� Balansen voor leraar en leerlingen
� Verzameling van één-molhoeveelheden van zuivere stoffen
� Tabellen, grafieken of voorstellingen waaruit de elektronegatieve waarde van de elementen
gemakkelijk kan
worden afgelezen
� Schematisch overzicht van het verband tussen groepsnummer in het PSE en de ionlading
� Geschikte computerprogramma's en websites in verband met het PSE
Mogelijke experimenten
– Aantonen van analogieën in fysische en/of chemische eigenschappen van enkelvoudige stoffen in
eenzelfde hoofdgroep van het PSE bv.:
− Reactie van alkalimetalen met water
− Oplosbaarheid van halogenen in een apolair solvent.
– Afwegen van een bepaalde molhoeveelheid van stoffen.
Wenken
– Men zal vooral de periodiciteit van de elektronenconfiguraties doorheen de groepen en perioden
illustreren.
– Vermelden dat A de relatieve atoommassa voorstelt en aanduidt hoeveel maal de werkelijke of
absolute massa van het beschouwde atoom groter is dan de internationale atoommassa-eenheid (1 u
= 1,66.10-27 kg). Deze laatste mag bij benadering worden gelijkgesteld aan de werkelijke of absolute
massa van een waterstofatoom.
Hoofdzaak is dat leerlingen vlot relatieve molecuulmassa's leren berekenen uitgaande van het
PSE met gegeven relatieve atoommassa's. Men kan eventueel voorbeelden geven van enkele
absolute atoommassa's en wijzen op de praktische moeilijkheden om daarmee te werken en zo het
belang van relatieve massa’s accentueren.
– De begrippen isotoop, isotopensamenstelling, nuclide en nuclidemassa, gemiddelde relatieve
atoom- en molecuulmassa worden pas in het eerste leerjaar van de derde graad behandeld.
– Molhoeveelheden van enkele zuivere stoffen worden best gevisualiseerd en in verband gebracht
met 6.1023 moleculen.
– Ofschoon de SI-eenheid van molaire massa 1 kg/mol is, wordt in de chemie en dus ook in de
schoolchemie, vooral uit praktische noodzaak bij het experimenteel werk, gewerkt met molaire
massa's uitgedrukt in g/mol.
– De praktische nood aan een gepaste eenheid voor een groot aantal deeltjes kan ook worden
geïllustreerd met reactievergelijkingen. Deze geven immers weer in welke aantalverhouding
stofdeeltjes omzetten in andere stofdeeltjes. Aangezien het bij het uitvoeren van chemische reacties
onmogelijk is om het aantal reagerende stofdeeltjes te tellen, is het dus erg belangrijk dat men bv. via
massa's en volumes van stoffen, kan achterhalen hoeveel stofdeeltjes met elkaar in reactie worden
gebracht.
– Men zal de elektronenconfiguratie van enkele typische metalen en niet-metalen vergelijken met deze
van het nabijgelegen edelgas om de monoatomische ionvorming uit te leggen. In dit gedrag
onderscheidt men het metaal- en niet-metaalkarakter van een element. Het begrip elektronegatieve
waarde kan in dit verband eenvoudig worden aangereikt als een waardecijfer dat aangeeft hoe sterk
de neiging van een element is om elektronen naar zich toe te halen.
– Vanuit de ionlading kan men de link leggen naar het begrip oxidatiegetal of bindingsvermogen. Het
is echter niet de bedoeling dat leerlingen hier reeds het gebruik van de oxidatiegetallen leren kennen,
laat staan leren bepalen aan de hand van de elektronegatieve waarde van de gebonden atomen.
3.3 De chemische bindingen
Benodigdheden
� Simulatievoorstellingen van de ionbinding, atoombinding, metaalbinding
� Molecuulmodellen, roostermodellen van stoffen in vaste toestand: C, I2, Fe, NaCl, CO2, H2O
Wenken
– Het onderscheid tussen de drie bindingstypes blijft hier beperkt tot de essentiële verschilpunten en
kan worden geïllustreerd met eenvoudige voorbeelden zoals NaCl, MgBr 2, CaO, Al2S3, H2, Cl2, O2,
H2O, CO2, Na, Fe, Cu. Het onderscheid tussen polaire en apolaire bindingen, tussen polaire en
apolaire moleculen en tussen diverse types van atoombindingen moet hier nog niet worden
behandeld. Dit gebeurt in het tweede leerjaar van de tweede graad (polariteit van watermoleculen) en
in de derde graad.
– Het verschil in elektronegatieve waarde tussen de atomen die een chemische binding aangaan kan
in een aantal voorbeelden een handig en praktisch hulpmiddel zijn om te voorspellen of twee atomen
bij voorkeur een ionbinding of een atoombinding zullen vormen.