Hoofdstuk 2 stoffen moleculen en atomen
advertisement
Hoofdstuk 1 Moleculaire stoffen THEORIE Niet metaal—Niet metaal 1 Materie • Alle stof(fen) die wij om ons heen zien is sterrenstof. • In het heelal is uit energie waterstofgas ontstaan. • Vanuit het waterstofgas is alle andere materie(stof) ontstaan. • Waterstofgas is het gas dat in de waterstofballon zit. 2 • Deze waterstof vormt grote waterstofwolken in het heelal • Waterstofgas is opgebouwd uit het element waterstof en is een moleculaire stof 3 Bouw van de materie • Een zuivere stof bestaat uit een groot aantal identieke bouwstenen. • Deze bouwstenen worden moleculen genoemd. • Een molecuul is de kleinste bouwsteen van een stof dat nog de eigenschappen van die stof bezit 4 Zuivere stoffen • Scheikundigen bedoelen met een zuivere stof 1 stof • Als we dus spreken over water, bedoelen we zuiver water, dus 1 stof. • Dit is iets anders dan drinkwater of “zuiver bronwater” : zijn meerdere stoffen mineralen+water+andere stoffen 5 Stoffenmoleculen • Om te kunnen verklaren dat stoffen bepaalde stofeigenschappen hebben gebruiken we een modelvoorstelling • De molecuultheorie: stoffen bestaan uit een heleboel super kleine deeltjes van dezelfde soort • Deze deeltjes noemen we moleculen • Definitie: Een molecuul is het kleinste deeltje van een stof dat nog de eigenschappen heeft 6 van die stof Uitleg moleculen • Opgebouwd uit atomen • Verschillende atomen (verbinding) ontleedbaar • Dezelfde atomen (element) nietontleedbaar • Aantal atomen zeer belangrijk • Index en coëfficiënt 7 Onderdeel 1: Molecuulformules Molecuul modellen • Staafmodel CH4 overzichtelijk niet werkelijkheid • Skeletmodel CH4 overzichtelijk niet werkelijkheid • Compactmodel CH4 werkelijkheid 8 Structuurformule/molecuulformule Molecuulformule Structuurformule H2O Opmerking: let erop dat de getallen kleiner zijn dan de Hoofdletters en dat ze onderaan staan FOUT is: H2O of H2O CH4 9 Kleur atoommodel Tabel: kleur van model per atoomsoort Atoommodel Kleur Naam atoomsoort Wit Waterstof H Zwart Koolstof C Rood Zuurstof O Geel Zwavel S Groen Chloor Cl 10 Covalente binding/atoombinding Elementen H , F, I, Cl , Br Co-valentie = aantal bindingen dat een atoom moet hebben 1 O 2 N 3 C 4 Uitzondering S 2, 4, 6 11 Moleculen bouwen • Met de voorgaande tabel kun je moleculen bouwen • Indien een atoom covalentie 4 heeft heeft hij 4 bindingen, voorbeeld C atoom • Zuurstof heeft covalentie 2, 2 bindingen 12 Koolstofdioxide Drie Koolstofdioxide-moleculen 1. Verbinding zuurstof en waterstof 2. CO2 (g) (molecuulformule) 3. Één atoom koolstof en twee atomen zuurstof coëfficiënt 3 CO2 Onderdeel 1: Molecuulformules Index 13 Watermoleculen Vier Water moleculen Compact model • Verbinding waterstof en zuurstof atomen • H2O (l) (molecuulformule) • Twee atomen waterstof en één atoom zuurstof coëfficient 4 H2O Onderdeel 1: Molecuulformules Geen index Index 14 Molecuul methaan 3. Een molecuul methaan (hoofdbestanddeel aardgas) 1. Verbinding van koolstof en waterstof 2. CH4(g) (molecuulformule) 3. Één atoom koolstof en 4 atomen waterstof Coëfficient=1 CH4 Onderdeel 1: Molecuulformules Index 15 Molecuul Ethaan • C2H6 = molecuulformule • Bestaat uit 2 C-atomen en 6 H-atomen Skeletmodel Ethaan Structuurformule Ethaan 16 Etheen • Molecuulformule etheen C2H4(g) 3 moleculen etheen Skeletmodel 17 Ethanol moleculen Ethanol:Verbinding van •Waterstof (witte bolletjes) •Koolstof (zwarte bolletjes) •Zuurstof (rode bolletjes) 4 C2H5OH (l) 18 A Ontleedbare stoffen • Moleculen (verbindingen) die bestaan uit 2 of meer atoomsoorten • Voorbeelden – – – – Water (H2O) Alcohol (C2H5OH) Koolstofdioxide (CO2) Methaan (CH4) 19 Enkele ontleedbare stoffen molecuulformules+naam Formule Naam Formule Naam CH4 Methaan H2SO4 zwavelzuur C2H6 Ethaan H3PO4 fosforzuur C2H4 Etheen HNO3 salpeterzuur NH3 Ammoniak HCl (g) Waterstofchloride CO (g) Koolstofmonooxide HCl (aq) Zoutzuur CO2 (g) Koolstofdioxide SO2 (g) zwaveldioxide NO2 (g) Stikstofdioxide H2O Water C2H5OH(l) Ethanol C18H36O2 Kaarsvet C6H12O6 (s) Glucose H2O2 waterstofperoxide Leer deze uit je hoofd! Leren van 20 B Niet ontleedbare stoffen (elementen) • Bestaan uit 1 atoomsoort (enkel) – Alle elementen uit het periodiek systeem behoren hiertoe Vb Fe = ijzer Au=goud Al = aluminium Vb Edelgassen o.a. He= helium Ar=argon • Bestaan uit 1 atoomsoort maar dan dubbel – Alle stoffen in het rijtje van Fientje F2, CL2,…zie tabel volgende dia O3=ozon ; P4=fosfor molecuul ; S8 = zwavelmolecuul 21 Naam Aluminium Elementen metalen Symbool Naam Al Magnesium Symbool Mg Barium Ba Mangaan Mn Calcium Chroom Goud Kalium Ca Cr Au K Natrium Nikkel Platina Radium Na Ni Pt Ra Kobalt Co Tin Sn Koper Kwik Cu Hg Titaan Uraan Ti U ijzer Zink Cadmium Lood Fe Zn Cd Pb Zilver Ag Leer deze uit je hoofd!!! 22 Wolfraam W Elementen Niet metalen Naam Symbool Naam Symbool Argon Ar Koolstof C Broom Br Neon Ne Chloor Cl Silicium Si Fluor F Stikstof N Fosfor P Waterstof H Helium He Zuurstof O Radon Rn Xenon Xe Krypton Kr Jood I Zwavel S Leer deze uit je hoofd!!! 23 Elementen met dubbele atomen Rijtje van Fientje element Molecuulformule Fluor(g) F2 Fientje Chloor(g) Cl2 Cliederde Broom(g) Br2 Bruine Jood(g) I2 Zuurstof(g) O2 Waterstof(g) H2 Stikstof(g) N2 Inkt Op Haar Neus 24 INDELING STOFFEN • De meeste stoffen worden ingedeeld in één van onderstaande groepen: • I Moleculaire stoffen II Zouten III Koolwaterstoffen IV Metalen 25 Niet metaal-Niet metaal • Moleculen bestaan uit atomen. Een molecuul is een groep niet-metaalatomen die bij elkaar horen. • Moleculen zijn ongeladen deeltjes Daardoor kunnen ze geen elektriciteit geleiden • Moleculen vormen samen stoffen; • Iedere stof bestaat uit zijn eigen molecuul soort. De moleculen van een soort zijn aan elkaar gelijk en dus identiek. 26 Moleculaire stoffen • Atomen hetzelfde element • Atomen verschillend verbinding 27 Eigenschappen moleculaire stoffen • Moleculaire stoffen geleiden geen elektrische stroom. • Dat komt omdat ze uit ongeladen deeltjes bestaan. • Ongeladen deeltjes kunnen geen stroom geleiden 28 Naamgeving Moleculaire stoffen • Het aantal atomen ( de index) bepaalt de naamgeving van moleculaire stoffen. • Die indexen geven we aan met voorvoegsels • Deze voorvoegsels staan op de volgende dia 29 Voorvoegsels in namen van moleculaire stoffen Index Voorvoegsel Index Voorvoegsel 1 mono 5 tetra 2 di 6 hexa 3 tri 7 hepta 4 tetra 8 octa 5 penta 9 nona 30 Leer deze uit je hoofd!!! Naamgeving moleculaire stoffen Formule Naam Covalentie Formule Naam Covalentie H hydride 1 O oxide 2 F fluoride 1 S sulfide 2 Cl chloride 1 P fosfide 3 Br bromide 1 N nitride 3 I jodide 1 As arsenide 3 C carbide 4 Sb antimonide 3 Si silicide 4 31 Naamgeving voorbeeld 1 • Systematische naam H2O2 • Index H-atoom: 2 di • Index O-atoom: 2 di • De naam wordt dan diwaterstofdioxide 32 Naamgeving voorbeeld 2 • Systematische naam P2O5 • Index P-atoom: 2 di • Index O-atoom: 5 penta • De naam wordt dan difosforpentaoxide 33 Naamgeving voorbeeld 2 • As2O3 • • • • • As = niet-metaal O = niet-metaal Index As = 2 di Index O = 3 tri Naam: diarseentrioxide 34 Voorbeelden naamgeving links rechts en rechts links kennen Systematische naam Molecuulform ule Systematische naam Molecuulformule Diwaterstofmonooxide H2O Monozwaveltrioxide SO3 Monostikstoftrioxide NO3 Dichloorpentaoxide P2O5 Waterstofchloride HCl Monofosfortrijodide PI3 Difosforpentaoxide P2O5 Dibroomtrioxide Br2O3 Monozwaveldioxide SO2 Diarseentrioxide As2O3 Mono siliciumtetrajodide SiI4 Monofosforpentachlori de PCl5 Monokoolstofdioxide CO2 Dichloormonooxide Cl2O 35 Voorbeelden naamgeving links rechts en rechts links kennen Systematische naam Molecuulform Systematische ule naam Diarseenpentaoxide As2O5 Distikstofpentaoxide N2O5 Monofosfortrijodide PI3 Monosiliciumtetrachloride SiCl4 Tetrafosforhexaoxide P4O6 Diwaterstofsulfide H2S Monozwaveltetrafluoride SF4 Molecuulformule 36 Elementen(atoomsoorten) • Moleculen zijn weer opgebouwd uit basisgrondstoffenelementen • Op dit moment zijn er ongeveer 110 elementen(atoomsoorten) bekend. • Enkele bekende elementen zijn ijzer, aluminium, zilver, goud,lood,zuurstof, stikstof, waterstof. • De elementen staan gerangschikt in het periodiek systeem der elementen 37 Hydrofiel • Lossen alle moleculaire stoffen op in water? • Moleculaire stoffen die goed oplossen in water noemen we hydrofiel. • Hydrofiel = waterlievend 38 Hydrofiel • Het blijkt dat het type bindingen die in een molecuul zitten invloed hebben of de stof oplost in water. • Als een stof veel O-H en N-H bindingen bevat lost de stof goed op in water. Deze bindingen zijn hydrofiel. 39 Hydrofiel • Glycerol is hydrofiel omdat het veel O-H bindingen bevat • Ethanol is hydrofiel door de “dominante” O-H groep 40 Hydrofoob • Als een stof voornamelijk C-C en C-H bindingen bevat lost de stof niet goed op in water. Deze bindingen zijn hydrofoob. • Pentaan is een hydrofobe stof 41 Hydrofoob • Octanol is ook een hydrofobe stof omdat er veel C-C en C-H bindingen inzitten • De invloed van de hydrofiele O-H groep is hier klein! 42 Oplosbaarheid • De oplosbaarheid van een stof geeft aan hoeveel gram stof maximaal kan oplossen in 100 gram water. (soms ook 1000 gram water) • De oplosbaarheid van een stof is temperatuur afhankelijk! • Oplosbaarheid is een stofeigenschap 43 Onverzadigd/Verzadigd • Bij elke temperatuur kan slechts een bepaalde hoeveelheid van een stof oplossen in 100 gram water. • Voeg je minder dan deze hoeveelheid toe dan is de oplossing onverzadigd. Er kan nog wat bij! • Doe je precies deze hoeveelheid in 100 gram water dan is de oplossing verzadigd! • Een oplossing is verzadigd indien er niet nog meer stof ik kan oplossen! 44 Oplosbaarheid van zout en suiker . • De meeste vaste stoffen lossen beter op in water naarmate de temperatuur van water stijgt! • Solubility= oplosbaarheid • Solute = opgeloste stof (suiker, zout) • Dissolved = opgelost 45 Oplosbaarheid creatine in water Creatine wordt door sporters gebuikt om hun prestaties te verbeteren Oplosbaarheid creatine per 100 gram water Verzadigde oplossing Onverzadigde oplossing Voorbeeld Opgave Jan doet 20 gram creatine in 100 gram water van 20°C. a) Lees uit het diagram af of Jan een verzadigde of onverzadigde oplossing heeft! b) Dan verwarmt hij het bekerglas tot 50°C. Wat neemt hij waar? c) Is zijn oplossing bij 50°C verzadigd of onverzadigd? Antwoord a) Het punt van 20 gram bij 20°C bevind zich in het gebied van de verzadigde oplossing. b) In de beginsituatie bevind zich creatine op de bodem! Deze zal gaan oplossen indien de temperatuur verhoogd wordt. c) Onverzadigd , want er kan nog meer creatine oplossen bij 50°C. 46 Oplosbaarheid • Oplosbaarheid van gassen, bij gassen daalt de oplosbaarheid bij temperatuurstijging! Indien het water te warm is kan er minder zuurstof in oplossen en zullen de visjes sterven door zuurstofgebrek! 47 Oplossnelheid • De oplossnelheid geeft aan hoe snel een stof oplost in bijvoorbeeld 100 gram water. – De oplossnelheid is groter indien de verdelingsgraad van de stof groter is. Bijvoorbeeld indien je een stof eerst fijngemalen hebt – De oplosbaarheid is groter indien de temperatuur hoger is! 48 MENGSELS 3: Emulsie Mengsels van olie/vet in water 1: Oplossing 2: Suspensie Vaste deeltjes die oplossen in een vloeistof Vaste deeltjes in een oplossing Emulgator zorgt ervoor dat de oliedruppels en waterdruppels bij elkaar blijven troebel Ondoorzichtig, kunt er niet doorheen kijken Voorbeeld: Voorbeeld: -Zand in water - Mayonaise -Modderbad -Halvarine Gassen die oplossen in een vloeistof helder, niet wit Voorbeeld: - Zout in water - Suiker in water Water - Verf Ontmengen Vet 49 Schoolbanktv • http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?p ovo=vo 50 Oplossing Oplossing • Een oplossing is een mengsel van een opgeloste stof in een oplosmiddel • Oplossing is een mengsel van hydrofiele stoffen of van hydrofobe stoffen Voorbeeld: keukenzout in water • Keukenzout is de opgeloste stof • Water is het oplosmiddel • Bier is een mengsel van alcohol en water 51 Suspensie • Een suspensie ontstaat indien een vaste stof niet oplost in een vloeistof • Kleine deeltjes van de vaste stof zweven in de vloeistof • Voorbeeld • Modderbad • Verf 52 Emulsies(hydrofoob+hydrofiel) Emulsie • Een emulsie is een mengsel van olie in water, of van water in olie • De oliedruppeltjes zweven in het water • De waterdruppeltjes zweven in de olie • Een emulsie is altijd troebel • • • • Voorbeeld Mayonaise Handcrème Roomijs 53 Periodiek systeem der elementen 54 • In het periodiek systeem zijn de elementen gerangschikt. • Hiervoor worden afkortingen gebruikt. • Fe = ijzer • Al = aluminium • Au = goud • N = stikstof • H = waterstof 55 Schoolbanktv • http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?p ovo=vo 56 Schoolbanktv • http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?p ovo=vo 57 Schoolbanktv • http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?p ovo=vo 58 Aggregatietoestand (fase) • Een stof kan voorkomen in verschillende fasen. Vast (s) Vloeibaar (l) Solid Liquid Grote dichtheid Kleinere dichtheid Gas (g) Kleinste dichtheid 59 Fasen • Fasen – Vast (s) – Vloeibaar (l) – Gasvormig (g) – Opgelost (aq) (s) = solid (l) = liquid (g) = gas (aq)= opgelost in water 60
