PARATE KENNIS CHEMIE 6de JAAR 1

PARATE KENNIS CHEMIE 6de JAAR
SCHEMA
ZUIVERE STOF
één stof, gekenmerkt door welbepaalde fysische constanten zoals kooktemperatuur, massadichtheid, … .
MENGSEL
bestaat uit meerdere zuivere stoffen, de kooktemperatuur, massadichtheid, … zijn afhankelijk van de
samenstelling van het mengsel.
ENKELVOUDIGE STOF
Een stof die is opgebouwd uit één atoomsoort
SAMENGESTELDE STOF
Een stof die is opgebouwd uit meerdere atoomsoorten
ANALYSE
een reactie waarbij een stof ontleed wordt in nieuwe stoffen
SYNTHESE
een reactie waarbij stoffen worden samengevoegd tot een nieuwe stof
ATOOM
Kleinste deeltje waaruit een stof is opgebouwd
BOUW VAN EEN ATOOM
Een atoom bestaat uit:
- een kleine, massieve, positieve kern (protonen en neutronen)
- een grote, ijle, negatieve elektronenmantel.
kern
mantel
lading
rel. massa
proton (p+)
+1
1
neutron (no)
0
1
elektron (e-)
-1
0
Uit de AZ X -notatie het aantal elementaire deeltjes van elk soort kunnen bepalen.
• Z: atoomnummer van een element en gelijk aan het aantal protonen
• A: massagetal van een element en gelijk aan de som van protonen en neutronen
• In een neutraal atoom is het aantal protonen en elektronen gelijk.
1
ISOTOPEN
Isotopen zijn atomen van eenzelfde element die een gelijk aantal protonen maar een verschillend aantal
neutronen bevatten. Ze verschillen dus in massagetal.
ELEMENTEN
H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ge As Br Ag Cd Sn
Sb I Ba Pt Au Hg Pb U Pu He Ne Ar Kr Xe Rn
MOLECULE
Neutrale groepering van gebonden atomen
INDEX
aantal keer dat een atoom voorkomt in een molecule
COEFFICIENT
geeft het aantal moleculen of atomen weer
NAAM ENKELVOUDIGE STOFFEN
H2 N2 O2 F2 Cl2 Br2 I2
O3 S8 P4
DIATOMISCHE MOLECULEN
H2 N2 O2 F2 Cl2 Br2 I2
INFORMATIE UIT HET PERIODIEK SYSTEEM KUNNEN OPZOEKEN
atoomnummer (Z)
A
massagetal (A)
Z
elektronegatieve waarde
groep & periode
X
GROEP
elementen van eenzelfde a-groep bezitten evenveel valentie-elektronen
PERIODE
elementen met evenveel gevulde schillen behoren tot dezelfde periode
BELANGRIJKE GROEPEN IN HET PERIODIEK SYSTEEM
Ia: Alkalimetalen
IIa: Aardalkalimetalen
IIIa: Aardmetalen
IVa: Koolstofgroep
Va: Stikstofgroep
VIa: Zuurstofgroep
VIIa:Halogenen
O: Edelgassen
NAAM EN LADING VAN DE BELANGRIJKSTE MONOATOMISCHE IONEN
Naam van het ion
kwik
tin
koper
lood
ijzer
Symbool met bijhorende lading
Hg+, Hg2+
Sn2+, Sn4+
Cu+, Cu2+
Pb2+ , Pb4+
Fe2+ , Fe3+
2
De lading van de overige monoatomische ionen uit hun plaats in het PSE kunnen afleiden.
NAAM EN LADING VAN DE BELANGRIJKSTE POLYATOMISCHE IONEN
Naam van het ion
Formule
hydroxide
nitraat
nitriet
hypochloriet
chloriet
chloraat
perchloraat
sulfaat
sulfiet
carbonaat
fosfiet
fosfaat
bromaat
jodaat
ethanoaat
ammonium
OHNO3NO2ClOClO2ClO3ClO4SO42SO32CO32PO33PO43BrO3IO3CH3COONH4+
ENKELE BELANGRIJKE TRIVIALE NAMEN
HCl-opl.
zoutzuur
HNO3-opl.
H2SO4-opl.
zwavelzuur
HNO2
zwaveligzuur
H3PO4
H2SO3
H2O
water
H2CO3
NH3
ammoniak
CH4
salpeterzuur
salpeterigzuur
fosforzuur
koolzuur
Methaan
VALENTIE-ELEKTRONEN
elektronen op de buitenste schil
OCTETSTRUCTUUR = EDELGASCONFIGURATIE
8 elektronen op de buitenste schil
ELEKTRONEGATIEVE WAARDE (EN-waarde – e.n.w.)
De elektronegatieve waarde is een maat voor de kracht waarmee een gebonden atoom de
bindingselektronen aantrekt.
Metalen hebben een kleine EN-waarde; ze geven dus gemakkelijk elektronen af.
Niet-metalen hebben een grote EN-waarde; ze trekken gemakkelijk elektronen aan.
IONVERBINDING
Verbinding tussen positieve en negatieve ionen.
Verbinding tussen een metaal (positief ion) en een niet-metaal (negatief ion).
Bij een ionverbinding is het verschil in EN-waarde groter dan of gelijk aan 1,6.
Metaaloxiden, zouten en basen zijn ionverbindingen.
COVALENTE VERBINDINGEN (ATOOMVERBINDING)
Verbinding tussen niet-metalen.
Bij een covalente verbinding is het verschil in EN-waarde kleiner dan 1,6.
Niet-metaaloxiden en zuren zijn covalente verbindingen
3
POLAIRE VERBINDINGEN
Polaire verbindingen zijn verbindingen waaraan we een positieve en een negatieve pool kunnen
onderscheiden.
Water (H2O) is een polair oplosmiddel.
Zuren, zouten, hydroxiden zijn polaire verbindingen.
Polaire verbindingen lossen op in polaire oplosmiddelen.
APOLAIRE VERBINDINGEN
Aan apolaire verbindingen kan men geen positieve en negatieve pool onderscheiden.
Ether, CCl4, white-spirit zijn apolaire oplosmiddelen.
Olie (vet) is een apolaire verbinding.
Apolaire verbindingen lossen op in apolaire verbindingen.
STERISCH GETAL - RUIMTELIJKE STRUCTUUR
Het sterisch getal (SG) van een atoom is gelijk aan de som van het aantal bindingspartners en het aantal
vrije elektronenparen van het beschouwde atoom.
Naargelang van de waarde van het SG (4, 3 of 2) komt men tot een tetraëdrische, een trigonaal vlakke of
een lineaire schikking rond het beschouwde atoom.
Voorbeelden:
structuurformule
sterisch getal
ruimtelijke structuur
S.G. (C) = 4
tetraëder
H N H
S.G.(N) = 4
H
pyramide
S.G.(0) = 4
geknikt
S.G. (C) = 3
trigonaal planair
H C C H
S.G. (C) = 2
lineair
ELEKTROLYT
Elektrolyten zijn stoffen die in opgeloste toestand vrije ionen vormen en daardoor de elektrische stroom
geleiden. Alle andere stoffen zijn niet-elektrolyten.
Zuren, hydroxiden en zouten zijn elektrolyten.
Alcohol en suiker zijn voorbeelden van niet-elektrolyten.
4
ATOOMMASSA-EENHEID
massa van 1 proton of 1 neutron (1 u = 1,67.10-27 kg)
MOLAIRE MASSA (M)
massa van één mol deeltjes (uitgedrukt in g/mol), zie PSE
HOEVEELHEID STOF (n)
uitgedrukt in mol
1 mol = 6,02 .1023 deeltjes
n = m/M
GETAL VAN AVOGADRO
NA = 6,02 .1023 deeltjes
MOLAIRE CONCENTRATIE (C)
Aantal mol opgeloste stof per liter oplossing (mol/l)
c= n/V
MASSAPROCENT
Aantal gram opgeloste stof per 100g oplossing
MOLAIR GASVOLUME
1 mol van een gas neemt bij normomstandigheden een volume in van 22,4l
n.o. = 1013 hPa en 273K
CHEMISCH REKENEN
Massa (m)
gram
XM
:M
: NA
Hoeveelheid
stof (n)
Aantal deeltjes
x NA
mol
:V
X V
Molaire concentratie (c)
EXO- EN ENDO-ENERGETISCHE REACTIES
exo-energetische reactie: reactie waarbij energie vrijkomt
endo-energetische reactie: reactie waarbij energie nodig is
Activeringsenergie is de energie die nodig is om een reactie op gang te brengen.
REACTIEVERGELIJKINGEN UITBALANCEREN
REACTIEVERGELIJKINGEN OPSTELLEN AAN DE HAND VAN GEGEVEN FORMULES
NEUTRALISATIEREACTIE
Een neutralisatiereactie is een reactie tussen een zuur en een base met vorming van een zout en water.
5
ZUUR
Een stof die in waterig milieu H1+-ionen afgeeft.
Bronsted: een protondonor
sterk zuur:
zuur dat nagenoeg volledig ioniseert
vb: HCl , HNO3 , H2SO4
zwak zuur:
zuur dat slechts gedeeltelijk ioniseert
vb: CH3COOH , NH41+
BASE
Een stof die in waterig milieu OH--ionen afgeeft.
Bronsted: een protonacceptor
sterke base:
base die volledig ioniseert
vb: alle hydroxiden (NaOH,KOH, Ca(OH)2...)
zwakke base:
base die slechts gedeeltelijk ioniseert.
vb: NH3 , CH3COO1-
pH-SCHAAL:
INDICATOREN:
indicator
lakmoes
fenolftaleine
methyloranje
Kleur in zuur milieu
rood
kleurloos
rood
ZURE OPLOSSING: pH<7
[H3O1+] > [OH1-]
BASISCHE OPLOSSING:pH>7
[H3O1+] < [OH1-]
NEUTRALE OPLOSSING: pH=7
[H3O1+] = [OH1-] = 10-7 mol/l
pH-FORMULE:
pH = - log [H3O1+]
6
Kleur in basische milieu
blauw
paars
geel
pOH=-log [OH-]
pH+pOH=14
pH-berekeningen:
sterk zuur pH=-log [cz]
sterke base
pH =14+log [cb]
zwak zuur pH= ½ (pK a-log cz)
zwakke base pH= 14 -½ (pK b-log cb)
EEN NEERSLAGREACTIE
een neerslagreactie is een reactie tussen stoffen waarbij een onoplosbare stof wordt gevormd.
Gebruik van de oplosbaarheidstabel
EEN GASVORMINGSREACTIE
Een gasvormingsreactie is een reactie tussen 2 stoffen waarbij een gasvormige stof ontstaat.
De belangrijkste gassen : CO2, H2S, NH3, SO2
H2
knalgas
O2
nodig voor de verbranding
REDOXREACTIE
Een redoxreactie is een elektronenuitwisselingsreactie. Hierbij treedt steeds een reductie en een oxidatie
op.
OXIDATIE
Een chemische reactie waarbij de oxidatiegetal (OG) stijgt.
Tijdens een oxidatie worden er elektronen afgestaan.
REDUCTIE
Een chemische reactie waarbij de oxidatiegetal (OG) daalt.
Tijdens een reductie worden er elektronen opgenomen.
e-
REDUCTOR
Een stofdeeltje dat elektronen afgeeft.
reductor
OXIDATOR
Een stofdeeltje dat elektronen opneemt.
Aan de hand van de tabel OG kunnen gebruiken
eoxidator
7
PRAKTISCHE REGELS VOOR HET BEPALEN VAN HET OXIDATIEGETAL (OG)
1. Het oxidatiegetal van een atoom in een enkelvoudige stof is altijd gelijk aan 0.
Voorbeelden:
H0 in H2
S0 in S8
O0 in O2
P0 in P4
C0 in C
Fe0 in Fe
2. Het oxidatiegetal van monoatomische ionen wordt gegeven door de ionlading.
Voorbeeld:
Ca+II en F-I in CaF2
3. Het oxidatiegetal van waterstof in zijn verbindingen is (meestal) +I.
Voorbeeld:
H+I in HCl
4. Het oxidatiegetal van zuurstof in zijn verbindingen bedraagt (meestal) –II
Voorbeeld:
O-II in CO2
5. Het oxidatiegetal van de alkalimetalen (Li, Na en K) is altijd + I (uitgezonderd bij de enkelvoudige
stoffen - zie regel 1).
Het oxidatiegetal van de aardalkalimetalen (Be, Ca, Mg, Ba) is altijd +II (uitgezonderd bij de
enkelvoudige stoffen - zie regel1).
Voorbeelden: KI
K+I
MgS
Mg+II
6. De lading van een atoomgroep (bvb. een polyatomisch ion) is gelijk aan de som van de
oxidatiegetallen van de aanwezige atomen (hou rekening met de aantallen)
Voorbeeld: SO42S+IVen O-II
lading atoomgroep = 1.(+6)+4.(-2) = 27. In een verbinding (molecule) is de som van de oxidatiegetallen van alle aanwezige atomen steeds
gelijk aan nul.
ANORGANISCHE VERBINDINGEN
Algemene
formule
Zuur
Base
metaaloxide
HxZ
M (OH)y
NH4OH
MxOy
Nietmetaaloxide
NMxOy
Zout
MxZy
Formulevorming: aan de hand van de tabel met OG.
ORGANISCHE VERBINDINGEN
Alkanen zijn opgebouwd uit verzadigde koolwaterstoffen
ISOMEREN
Verbindingen met dezelfde brutoformule maar met verschillende structuurformules noemt men
structuurisomeren.
Ketenisomerie:
vb
Plaatsisomerie:
vb
8
Cis-trans-isomerie:
vb
Functie isomerie:
CH3
CH2
CH3
OH
Vb.
O
CH3
en
methoxymethaan
Ethanol
VERZADIGDE - ONVERZADIGDE C-VERBINDINGEN
Verzadigde:
verbindingen die alleen enkelvoudige C-C bindingen vertonen.
Onverzadigde:
verbindingen waarin naast de enkelvoudige ook meervoudige (dubbele of drievoudige) bindingen
voorkomen.
C
C
C
of
C
NAAMGEVING ORGANISCHE STOFFEN
aantal
C
alkaan
alkylradicaal
1
CH4
methaan
-CH3
methyl
2
C2H6
ethaan
-C2H5
ethyl
3
C3H8
propaan
-C3H7
propyl
4
C4H10
butaan
-C4H9
butyl
ENKELE BELANGRIJKE RADICAALNAMEN:
CH
3
CH
3
iso-propyl
CH
CH 3
CH 2
iso-butyl
CH
CH 3
9
ENKELE BELANGRIJKE ORGANISCHE STOFFEN
STOF
SYSTEMATISCHE NAAM
TRIVIALE NAAM
CH3-CO-CH3
propanon
aceton
HCOOH
methaanzuur
mierenzuur
CH3COOH
ethaanzuur
azijnzuur
C3H7COOH
butaanzuur
boterzuur
CH2OH-CH2OH
1,2-ethaandiol
glycol
CH2OH-CHOH-CH2OH
1,2,3-propaantriol
glycerol
CH3CH2-O-CH2CH3
ethoxyethaan
diëthylether
REACTIESNELHEID
Theoretische snelheidsvergelijking:
v = k. [A]a.[B]b
CHEMISCH EVENWICHT
VERSCHUIVEN VAN CHEMISCH EVENWICHT (principe van Le Châtelier)
Wanneer een evenwicht verstoord wordt, zal het evenwicht zodanig verschuiven dat de verstoring
tegengewerkt wordt.
10