Scheikunde

Hoofdstuk 1. ATOOMBOUW
1.1 Inleiding
Atoombouw: Griekse oudheid
Alle materie is opgebouwd uit een mengsel
van: aarde, water, lucht en vuur
Als iets in de vloeibare fase was bestond het
dus vooral uit water
Als iets in de vaste fase was bestond het dus
vooral uit aarde
Als iets in van de vaste fase naar de vloeibare
fase ging (of andersom) werd dus een deel van
de aarde omgezet in water (of andersom)
2
Atoombouw: Middeleeuwen
Als iets scherp smaakte bestond het uit puntige
deeltjes
Als iets in de vloeibaar fase was bestond het
uit ronde deeltjes die langs elkaar konden
rollen
Als iets in de vaste fase was bestond het uit
harde vaste blokjes die niet langs elkaar konden
schuiven
mlavd@BCEC
3
Stoffen
• Voor iedere stof bestaat er één
molecuulsoort
• Moleculen bestaan uit nog kleinere
deeltjes: atomen
(atoom = ondeelbaar)
Atoom
Molecuul
1.2 De bouw van een atoom
Het Atoommodel van Rutherford
Een atoom bestaat uit een positieve (massieve)
kern met protonen en neutronen en een
negatieve elektronenwolk met elektronen.
Elektronenwolk
Gebied waarin de kans om een electron aan te
treffen groter dan 90% is.
Let op!
• Tussen kern en elektronenwolk zit
niets, alleen lege ruimte.
Grootte
pyramide van cheops : aarde = kern : atoom
atoom : pingpongbal = tennisbal : aarde
Bouwstenen van atomen
massa
(u)
lading
plaats
Aantal is gelijk aan:
Proton
(p+)
1,0
1+
kern
Atoomnummer
Neutron
(n0)
Elektron
(e-)
1,0
0
kern
Massagetal - atoomnr.
0
1-
rond de Atoomnummer
kern
Atoomnummer
Het atoomnummer = aantal p+
Een atoom is neutraal dus het aantal p+
is bij een atoom gelijk aan het aantal e(tabel 25 of 99 BINAS)
Massagetal
• Het massagetal = aantal p+ + aantal n0
(tabel 25 BINAS)
• Aantal neutronen = massagetal –
atoomnummer
• Geen eenheid
• Eén atoomsoort kan verschillende
massagetallen hebben
Schrijfwijze
•
MassagetalSymbool
atoomnummer
òf
Symbool-massagetal
Teken het natrium atoom
Gegeven:
23
11Na
11e-
11 = atoomnummer
23 = massagetal
11 p+
12 n0
1.3 Ionen (atomen met een
lading)
Positief ion:
Ontstaat als een atoom elektronen kwijtraakt
Negatief ion
Ontstaat als een atoom elektronen opneemt
Een stof die uit ionen bestaat heeft een hoog
smeltpunt. Ionen trekken elkaar sterker aan
dan moleculen onderling.
Hoe komt dit?
Ionen
• Enkelvoudige ionen
Bestaan uit één atoomsoort
Samengestelde ionen
Bestaan uit meerdere
atoomsoorten aan elkaar
De namen van alle
(samengestelde) ionen moet
je uit je hoofd leren!
Positief enkelvoudig
Negatief enkelvoudig
•
•
•
•
•
•
HFClBrIO2S2-
Ag+ zilver- ion
Ni2+ nikkel- ion
Cr3+ chroom- ion
Zn2+zink- ion
Hg+ kwik(I)- ion
Hg2+ kwik(II)- ion
Hydride-ion
Fluoride-ion
Chloride-ion
Bromide-ion
Jodide-ion
oxide-ion
sulfide-ion
Kwik koopt lopend tien ijzjes!
• Uit sommige metalen kunnen meerdere verschillende ionen
ontstaan.
Bij de naamgeving gebruik je dan een Romeins cijfer
B.v.
Fe2+ : ijzer (II)ion
Fe3+ : ijzer (III)ion
Samengestelde ionen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
NH4+
OHNO2NO3ClO3CH3COOSO32SO42HSO3-
Ammonium- ion
Hydroxide-ion
Nitriet-ion
Nitraat-ion
Chloraat-ion
Acetaat-ion
Sulfiet-ion
Sulfaat-ion
Waterstofsulfiet-ion
HSO4CO32HCO3CrO42PO43HPO42H2PO4C2O42SiO32-
Waterstofsulfaat-ion
carbonaat-ion
Waterstofcarbonaat-ion
Chromaat-ion
Fosfaat-ion
Monowaterstoffosfaat-ion
Diwaterstoffosfaat-ion
Oxalaat – ion
Silicaat- ion
1.4 De massa’s van atomen, moleculen en
ionen.
• ATOOMMASSA
1 u = atomaire massaeenheid= 1,66 . 10-27 kg
De massa van een atoom O bedraagt 16 u.
De atoommassa’s kun je vinden in BINAS tabel 99.
Molecuulmassa (M)
De som van de (gemiddelde)
atoommassa’s van alle atomen die in
een molecuul voorkomen
Bereken de molecuulmassa van NH3
Ionmassa
De ionmassa is gelijk aan de massa van de
atoomsoort(en) waaruit het ion is ontstaan.
De lading telt niet mee.
Voorbeeld:
Bereken de ionmassa van het NH4+ - ion:
1 x N= 1 x 14,01= 14,01
4 x H= 4 x 1,008= 4,032 +
Ionmassa= 18,04 u
1.5 Het Periodiek Systeem
Atoommodel van Bohr
Elk atoom bestaat uit een
kern (p+ + n0) met daarom
heen maximaal 7 schillen,
waarin e- geplaatst worden,
van binnen naar buiten.
Het opvullen van de schillen:
Nr. van de schil naam
1
K
2
L
3
M
4
N
5
O
6
P
7
Q
Max. aantal e2
8
18
32
32
32
32
Het periodiek systeem
• Horizontale rijen heten periode.
• Verticale kolommen heten groepen.
• Het nummer van de periode is het
aantal bezette schillen.
• Het nummer van de hoofdgroep is het
aantal e- in de buitenste schil.
•
•
•
•
Hoofdgroep 1: de alkalimetalen
Hoofdgroep 2: de aardalkalimetalen
Hoofdgroep 7: de halogenen
Hoofdgroep 8: de edelgassen
• Edelgassen reageren nooit. De
edelgassen staan in groep 8 in het
P.S.. Dit betekent dat ze 8 e- in de
buitenste schil hebben (behalve
helium die heeft één schil en slechts
2 e-).
Alle andere elementen willen wel
reageren en willen net als een edelgas
8 e- in de buitenste schil proberen te
krijgen.
• Dit is het streven naar een
edelgasconfiguratie (verdeling) met
andere woorden alle elementen willen
een elektronenverdeling net als bij
een edelgas.
Opmerking:
De lading van een ion noemen we de
elektrovalentie ofwel valentie