Het atoommodel van Rutherford

Tric: Het Onweert Nooit In Brabantse Chloor Fabrieken
Hydrogen Oxygen Nitrogen Iodine BRomine ChLorine Fluorine zijn de enige elementen
met 2 atomen. (H2 – O2 – N2 – I2 – BR2 – Cl2 – F2)
Het atoommodel van Rutherford:
Atoom: een positief geladen kern met daaromheen een negatief geladen elektronenwolk.
Plaats
Elektronen Wolk
Protonen
Kern
Neutronen kern
lading
- (negative)
+ (positive)
O (neutral)
Relatieve massa
0.0005
1
1
Het aantal protonen in de kern bepaalt welke atoomsoort het is.
De lading van een proton en een elektron is precies even groot alleen omgekeerd.
Normaal gesproken zijn atomen altijd neutraal, ze bevatten evenveel protenen als neutronen
Atoomnummer: het aantal protonen (en dus het aantal elektronen, want dat is gelijk aan het
aantal neutronen)
De massa van protonen en elektronen zijn heel klein daarom druk je ze niet uit in kg.
Maar in:
Atomaire massa-eenheden = u
1 u = 1.66 x 10^-27 kg.
De elektrische lading druk je uit in coulomb, maar omdat ook die waardes heel klein zijn
gebruik je:
Elementaire ladingseenehid of elementair ladingskwantum = e
1 e = 1.6 x 10^-19 coulomb. (= de lading van een proton of van een elektron)
Een proton is dus: +1 e en een proton is dus: -1 e
Massagetal: de som van het aantal protonen en neutronen. (altijd een heel getal en heeft geen
eenheid)
Atoommassa: de massa van een atoom uitgedrukt in atomaire massa-eenheden. (geen geheel
getal, wel een eenheid)
Isotopen: zijn atomen met hetzelfde aantal protonen maar met een verschillend aantal
neutronen (nog steeds dezelfde atoomsoort)
Notatie van isotopen. :
1) Massagetal
Atoomnummer
2)
symbool
Symbool – massagetal
De atoommassa (A) van een element is meestal een gemiddelde. De waarde van deze
gemiddelde atoommassa wordt bepaald door:
- de massa’s van de isotopen in het isotopen mengsel van het element
- de percentages waarin de isotopen in dat mengsel voorkomen.
Voorbeeld atoommassa
In het isotopen mengsel magnesium komt 78.7 procent mg1 voor met een atoommassa van
23.98505, 10.1 procent van mg2 met atoommassa 24.98584 en 11.1 procent van mg3 met een
atoomassa van 25,98260
Dan doen je 0.788 x 23.98505 + 0.101 x 24.98584 + 0.111 x 25.98260 = ongeveer 24.3 u
De (gemiddelde) molecuulmassa (M) is gelijk aan de som van de (gemiddelde)
atoommassa’s van alle atomen die in het molecuul voorkomen.
Voorbeeld molecuulmassa: H20
1 H atoom weegt 1.008 u
1 O atoom weegt 16.00 u
Massa: 2x1.008 + 16.00 = 18.02 u
Extra voorbeelden
1) bereken hoeveel protonen, neutronen en elektronen voorkomen in een zuurstofatoom met
massagetal 16 en atoomnummer 8.
Protonen = atoomnummer = 8
Elektronen = aantal protonen = 8
Neutronen = massagetal – aantal protonen = 16-8 = 8
2) bepaal het aantal neutronen in
23
11 Na
23 = massagetal 11 = atoomnummer
Aantal neutronen = massagetal – atoomnummer = 12 neutronen
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------element:
1. een atoomsoort
2. een stof die uit slechts een atoomsoort bestaat
er zijn 120 verschillende elementen
periodiek systeem: hierin zijn de elementen gerangschikt naar opklimmend atoomnummer en
tegelijkertijd naar overeenkomsten in chemische eigenschappen.
Periode: een horizontale rij van elementen
Groep: een verticale kolom van elementen = hebben sterke overeenkomsten in chemische
eigenschappen, omdat ze hetzelfde aantal valentie elektronen hebben.
o groep 1: de alkalimetalen (H hoort hier niet bij)
zachte metalen: je kunt ze met een mes snijden. Ze reageren van boven naar beneden
steeds heftiger (met onder andere water)
o groep 2: de aardalkalimetalen
hardere metalen dan de alkalimetalen en ze reageren minder heftig
o groep 17: de halogenen
bestaan uit twee-atomige moleculen. Ze reageren gemakkelijk met andere elementen.
(vooral metalen)
o groep 18: de edelgassen.
Deze elementen worden gekenmerkt door hun zeer geringe reactiviteit. Toepassingen
van edelgassen hangen nauw samen met dit gebrek aan reactiveit. Inert: ze reageren
met bijna niets.
Het periodiek systeem is niet af, er komen nieuwe elementen bij
Dit zijn uraniden:
o ze volgen in atoomnummer op uraan (U), zijn radioactief en ontstaan als (bij)
producten bvan kernreacties.
o Voorbeeld: Plutonium (Pu) speelt een belangrijke rol in kern-technoologie
Metalen – en niet-metalen: rechts is vooral niet-metalen, meeste zijn metalen (H is ook een
niet-metaal)
Schillen: de banen waarin elektronen rond de atoomkern bewegen.
Valentie-elektronen: de elektronen in de buitenste schil van een atoom. Deze atomen zijn
betrokken bij het vormen en verbreken van bindingen tussen atomen.
Het aantal valentie-elektronen bepaalt de mate waarin dat atoom met andere atomen reageert.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Elektrische stroom is transport van geladen deeltjes. Hier heb je 2 dingen bij nodig:
o In de stof moeten geladen deeltjes aanwezig zijn.
o Deze geladen deeltjes moeten zich vrij kunnen bewegen.
Verbinding: twee chemisch met elkaar verbonden atomen
Element: bevat alleen atomen van dezelfde atoomsoort.
We verdelen alle stoffen in 3 groepen
1. moleculaire stoffen: bestaan alleen uit moleculen. Kunnen elementen of verbindingen zijn.
stoffen die niet in de vaste vorm en ook niet in de vloeibare toestand elektrische stroom
geleiden. Bestaan uit ongeladen deeltjes  moleculen
2. metalen: bestaan alleen uit metalen. Zijn altijd elementen.
stoffen die zowel in de vloeibare als in de vaste fase stroom geleiden. Bestaan uit geladen
deeltjes die al in de vaste toestand voldoende bewegingsvrijheid hebben. Hier is spraken van
twee verschillende typen geladen deeltjes: de positieve metaal-ionen en zogenaamde vrije
elektronen als negatieve deeltjes. Bij een metaal in de vaste fase zorgen de negatieve vrije
elektronen voor de elektrische geleiding. De positieve metaalionen bezitten in de vaste fase
geen bewegingsvrijheid: zij zitten op vaste plaatsen in het rooster.
3. zouten: bestaan uit een molecuul en een metaal. Zijn altijd verbindingen.
stoffen die wel in de vloeibare maar niet in de vaste fase stroom geleiden. Bestaan uit geladen
deeltjes die in de vaste toestand geen bewegingsvrijheid bezitten: ionen. Wanneer een zout is
gesmolten kunnen de positieve en negatieve ionen vrij bewegen.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Naamgeving van de moleculaire stoffen
In de namen worden voorvoegsel opgenomen, correspondeert met de desbetreffende index uit
de molecuulformule. Mono aan het begin van de naam mag weggelaten worden.
Voorvoegsel
1 = mono
4= tetra
7 = hepta
2 = di
5 = penta
8 = octa
3 = tri
6 = hexa
Let op 2de element eindigt in ide!!
Voorbeeld: SiCL4 = (mono)silicumtetrachloride
Voorbeeld 2: p203 = difosfortrioxide
Voorbeeld 3: p205 = difosforpentaoxide
Intramoleculaire bindingen: bindingen in de moleculen.
Covalentie: het aantal bindingsmogelijkheden van een atoom in een molecuul.
Tric: deze hoef je niet te leren maar staan in tabel 99. groep 18: 0 bindingsmogelijheden
Groep 17: 1 bindingsmogelijkheid groep 16: 2 bindingsmogelijkheden groep 15: 3
bindingsmogelijheden, etc. H: covalentie van 1.
Een binding laat je zien door middel van een streepje: -Een dubbele binding bestaat ook: == (er zijn dan in totaal 4 moleculen bij betrokken)
Driedubbele verbindingen bestaan ook (3 streepjes)
Atoombinding/covalente binding:Een binding tussen 2 atomen van niet-metalen. Elk atoom
levert per atoombinding één elektron.
Bindingselektronenpaar/ gemeenschappelijk elektronenenpaar: de 2 elektronen
Alleen valentie-elektronen kunnen een rol spelen bij de vorming van de atoombinding.
Sterkte van atoombindingen: gaan pas kapot als de stof wordt ontleed. Dit is rond de 500
graden Celsius. Bij chemische reacties kunnen ze ook op lagere temperaturen ontleden, omdat
er dan niet alleen bindingen kapot gaan maar ook nieuwe bindingen worden gevormd.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Intermoleculaire bindingen: bindingen tussen moleculen.
Smelten: is de naam van de faseovergang waarbij een vaste stof overgaat in een vloeistof.
Verdampen: het overgaan van een vloeistof in de gasvormige toestand
Molecuulrooster: moleculaire stoffen zijn in de vaste fase gerangschikt in een molecuulrooster
Vanderwaalsbinding: een binding tussen de moleculen, er zijn altijd vanderwaalsbindingen
in vaste en in vloeistoffen tussen de moleculen (geen speciale eigenschappen nodig)
Temperatuursbeweging: hoe hoger de temperatuur hoe heftiger de moleculen bewegen.
Als een stof smelt komt dat door te temperatuursbeweging de vanderwaalsbindingen gaan
deels kapot maar deels niet.
Als een stof verdampt worden alle vanderwaalsbindingen verbroken.
De sterkte van de vanderwaalsbinding neemt toe naarmate een molecuul meer elektronen
bevat, en dus ook een grotere massa heeft en een grotere omvang:
Hoe groter de molecuulmassa van een stof, des te sterker is de vanderwaalsbinding en
des te hoger zijn het smeltpunt en het kookpunt van de stof.
Oplossen:
Moleculaire stoffen kunnen bij lagere temperaturen oplossen. Er worden dan niet alleen
vanderwaalsbindingen verbroken maar ook nieuwe vanderwaalsbindingen gevormd.
0 kelvin = -273 graden Celsius.
Intermoleculaire bindingen: bindingen tussen de moleculen.
Waterstof brug/ H-brug : een extra binding tussen moleculen met een OH – en of/ NHgroepen. een C=O of C-O groep kan ook deelnemen aan de vorming van een H-brug maar
moet dan verbonden zijn met een OH – en of/NH – groep (een h brug kan dus niet ontstaan
tussen 2 C-O groepen. In een H-brug moet altijd minimaal 1 H atoom deelnemen.
Een H-brug wordt aangegeven met een stippellijntje - - - - Als er H-bruggen in een stof voorkomen wordt het kookpunt en smeltpunt gelijk een stuk
hoger, omdat de H-bruggen de verbindingen tussen de moleculen veel sterker maken. Als
beide stoffen NH of OH groepen bevatten gaat oplossen ook makkelijker doordat er dan Hbruggen worden gevormd.
In de vaste fase zijn de moleculen zo gerangschikt dat er zoveel mogelijk H-bruggen kunnen
ontstaan. In de vloeibare fase worden de H-bruggen voortdurend verbroken en weer nieuwe
H-bruggen gevormd.
water heeft een grotere dichtheid als ijs (daardoor kan ijs op water drijven) terwijl dit
normaal altijd andersom is. Dit komt door de H-bruggen:
In de vaste fase zijn de moleculen zo gerangschikt dat er zoveel mogelijk H-bruggen kunnen
ontstaan. Zo ontstaan er grote holtes tussen de moleculen. In de vloeibare fase worden deze
H-bruggen verbroken en worden de holtes gevuld, en gaat de dichtheid omhoog.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Bindingen in zouten: de ion binding
Ionen: een atoom of een atoomgroep met een positieve of een negatieve lading. De grootte
van de lading is meestal 1,2,3 of 4. De lading van een afzonderlijk ion wordt altijd
rechtsboven het symbool van het desbetreffende deeltje genoteerd.
Tric: uit metaalatomen worden altijd positieve ionen gevormd, en uit niet-metalen meestal
negeatieve ionen.
Groep 1 = 1+ , groep 2 = 2+ groep 3 = 3+ etc.
groep 17 = 1-, groep 16 = 2- groep 15 = 3- etc.
In de vloeibare fase kan een zout stroom geleiden omdat de positieve en negatieve ionen een
lading hebben en vrij kunnen bewegen en dus zorgen voor stroom geleiding.
Hoe een zout ontstaat kan je zien in de achtergrond informatie (of in je aantekeningen)
Ionrooster: zouten in de vaste vorm vormen ionroosters, hier worden de positieve en de
negatieve deeltjes de hele tijd afgewisseld, en het heeft een regelmatige vorm.
In de vaste fase zitten de ionen vast in het ionrooster en kunnen ze dus niet vrij bewegen en
daardoor geen stroom geleiden.
Elektrostatische krachten: krachten tussen de geladen deeltjes. (positief en negatief trekken
elkaar aan, positief en positief of negatief en negatief stoten elkaar af)
In een kristalstructuur werken aantrekkende en afstotende krachten. In de evenwichtsstand
heffen de krachten op een ion elkaar op.
Een ionbinding of elektrostatische binding: ontstaat als gevolg van elektrostatische
krachten tussen de geladen ionen.
Als een zout smelt verdwijnen de ionbindingen.
Een ionbinding is sterker dan een vanderwaalsbiding of een H-brug. Daarom hebben zouten
een hoog smeltpunt en kookpunt.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------Metaalrooster: metalen hebben een kristalrooster, hierbij zijn de positieve metaalionen
regelmatig gerangschikt, en omringt door negatieve elektronen, die vrij door het rooster
kunnen bewegen
Metaalbinding: tussen de tegengesteld geladen deeltjes in het metaalrooster treedt
elektrostatische aantrekking op, die voor de stof leidt tot metaalbinding.
Sterkte: over het algemeen vrij sterk, daardoor zijn onder normale omstandigheden alle
metalen behalve kwik vaste stoffen op kamertemperatuur.
Stroomgeleiding: metalen kunnen zowel in de vaste als in de vloeibare fase stroom geleiden.
In de vaste fase kunnen de vrije elektronen door het metaalrooster bewegen en daardoor
stroom geleiden (ze hebben een negatieve lading). In de vloeibare fase kunnen ook de
positieve ionen bewegen maar hun bijdrage aan de stroomgeleiding is vrij klein.
Vervormbaarheid
Metalen zijn vervormbaar, hoe hoger de temperatuur hoe vervormbaarder ze zijn. Metalen
zijn dus zacht. Daardoor moet het metaalrooster vervormen, maar het verandert daardoor
feitelijk niet:
--------- 
-----
------ ----
Bij een zout licht dit anders. Bij verplaatsing komen de negatieve deeltjes tegenover elkaar
(en de positieve deetjes ook). Daardoor ontstaat er afstoting, die kan leiden tot een breuk.
Zout is namelijk bros.
+-++-+-+
-+-+  - +-++-++ -+-+
Om metalen harder te maken worden ze vaak gemixt met andere metalen/niet metalen. De
stof met de kleinste ionen vormt dan een obstakel, waardoor het moeilijker is voor een metaal
om te vervormen (net als een zout), daardoor kunnen de lagen minder makkelijk over elkaar
glijden en is de stof harder. Hoe meer er gemixt wordt hoe harder het is maar ook
breekbaarder.
Legering/alliages: een gestold mengsel van 2 of meer metalen. Dit wordt gedaan om een
metaal harder te maken.
Stoffen die elektrische stroom geleiden, zijn in het algemeen ook goede geleiders voor warmte.
Experiment 1.2:
1) joodkristallen worden verwarmt totdat ze verdampen, en word daarna weer afgekoeld totdat
het een vaste stof is.
o De atoombindingen bleven intact, want de stofeigenschappen veranderden niet
o De molecuulbindingen bleven niet intact, want de stof verdampte, en dan gaan de
vanderwaalsbindingen kapot
2) Pvc wordt verwarmt tot een gas.
o De atoombindingen bleven niet intact, want de kleur veranderde (=chemische reactie)
o De molecuulbindingen bleven niet intact, als de atoombindingen kapot gaan gaan de
molecuulbindingen automatisch ook kapot.
3) jood wordt opgelost in hexaan
o De atoombindingen blijven intact want de stofeigenschappen veranderen niet.
o De molecuulbindingen blijven niet intact, de vanderwaalsbindingen werden verbroken.
4) een klein stukje pvc wordt in hexaan gelegd.
o De atoombindingen blijven intact, want de stofeigenschappen veranderen niet
o De molecuulbindingen blijven intact, de van der Waals bindingen waren te sterk.
5) jood in hexaan word gemengd met natriumthiosulfaat in water.
o De atoombindingen bleven niet intact, de kleur veranderde.
o De molecuulbinidng bleven niet intact, nieuwe van-der-waalsbindingen werden gemaakt.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------