Hoofdstuk 1 Moleculaire stoffen THEORIE Niet metaal—Niet metaal

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 van die
stof
6
Uitleg moleculen
•
•
•
•
•
Opgebouwd uit atomen
Verschillende atomen (verbinding) ontleedbaar
Dezelfde atomen (element) niet-ontleedbaar
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
Index14
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
Index15
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
Barium
Elementen metalen
Symbool
Naam
Al
Magnesium
Ba
Mangaan
Symbool
Mg
Mn
Calcium
Ca
Natrium
Na
Chroom
Goud
Cr
Au
Nikkel
Platina
Ni
Pt
Kalium
K
Radium
Ra
Kobalt
Co
Tin
Sn
Koper
Kwik
Cu
Hg
Titaan
Uraan
Ti
U
ijzer
Zink
Fe
Zn
Zilver
Ag
Cadmium
Lood
Cd
Pb
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
Molecuulformul Systematische naam
e
Molecuulformule
Diwaterstofmonooxide
H2O
Monozwaveltrioxide
SO3
Monostikstoftrioxide
NO3
Dichloorpentaoxide
P2O5
Waterstofchloride
HCl
Monofosfortrijodide
PI3
Difosforpentaoxide
P2O5
Dibroomtrioxide
Br2O3
Monozwaveldioxide
SO2
Diarseentrioxide
As2O3
Mono
siliciumtetrajodide
SiI4
Monofosforpentachlorid
e
PCl5
Monokoolstofdioxide
CO2
Dichloormonooxide
Cl2O
35
Voorbeelden naamgeving
links rechts en rechts links kennen
Systematische naam
Molecuulformu Systematische naam
le
Diarseenpentaoxide
As2O5
Distikstofpentaoxide
N2O5
Monofosfortrijodide
PI3
Monosiliciumtetrachloride
SiCl4
Tetrafosforhexaoxide
P4 O 6
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
Gassen die oplossen in een
vloeistof
troebel
helder, niet wit
Emulgator zorgt ervoor dat de
oliedruppels en waterdruppels bij elkaar
blijven
Ondoorzichtig, kunt er
niet doorheen kijken
Voorbeeld:
Voorbeeld:
- Mayonaise
-Zand in water
Voorbeeld:
- Zout in water
- Suiker in water
-Halvarine
-Modderbad
- Verf
Ontmengen
Water
Vet
49
Schoolbanktv
• http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo
=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?povo
=vo
56
Schoolbanktv
• http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo
=vo
57
Schoolbanktv
• http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo
=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