Hoofdstuk 1: De bouw van stoffen

Hoofdstuk 1: De bouw van stoffen

Paragraaf 1.2: Bouw en massa van atomen

De drie bouwstenen van atomen
Massa Lading Plaats Aantal
Proton 1,0 u +1 (e) In de kern Gelijk aan atoomnummer
Neutron 1,0 u Geen In de kern Variabel
Elektron 5,5 . 10(-4)u -1 (e) Rond de kern Gelijk aan atoomnummer

Atomaire massa eenheid: de massa van elk van de deeltjes (1,00 = 1,66 . 10(-27) kg). Elementaire ladingseenheid: de grootte van de lading van een proton of elektron (1,00 = 1,6 . 10(-19) Coulomb). Atoommassa: de massa van een atoom. Massagetal: de som van het aantal protonen en neutronen in de atoomkern. Isotopen: atomen met hetzelfde aantol protonen en elektronen, maar met verschillende aantallen neutronen. Om onderscheid te maken plaatst men links boven het symbool het bijbehorende massagetal en links onder het atoomnummer:

Gemiddelde atoommassa
De massa van 1000 Mg-atomen bedraagt: 788 X 23,98505 = 18 900 u
101 X 24,98584 = 2 524 u
111 X 25,98260 = 2 884 u + 24 308 u
1000 Mg-atomen wegen 24 308 u. De gemiddelde massa van Mg-atomen is: 24 308 u / 1000 = 24,308 u; dit wordt afgerond tot 24,31 u. Als symbool voor atoommassa wordt A gebruikt.

Molecuulmassa
De gemiddelde molecuulmassa (M) is gelijk aan de som van de gemiddelde atoommassa’s van alle atomen die in het molecuul voorkomen. Soort deeltje massa (u) H-atoom 1,008
O-atoom 16,00
H2O-molecuul 2 X 1,008 + 1 X 16,00 = 18,02

Paragraaf 1.4: Een indeling van stoffen

Moleculaire stoffen: stoffen die niet in de vaste en ook niet in de vloeibare fase elektrische stroom geleiden (niet-metalen). Zouten: stoffen die niet in de vaste maar wel in de vloeibare fase elektrische stroom geleiden (metalen & niet-metalen). Ze bestaan kennelijk uit geladen deeltjes, die in de vaste fase geen bewegingsvrijheid bezitten. Metalen: stoffen die zowel in de vaste al in de vloeibare fase elektrische stroom geleiden (metalen). Ze bestaan kennelijk uit geladen deeltjes, die reeds in de vaste fase over voldoende bewegingsvrijheid beschikken (ionen en vrije elektronen).

Paragraaf 1.5: Binding in en tussen moleculen

Atoombinding: de bindingen tussen atomen in een molecuul. Valentie-elektronen: alleen de elektronen in de ‘buitenste schil’ van de elektronenwolk spelen een rol bij de vorming van atoombindingen.

Enkele structuurformules
H-H (waterstof) I-I (jood) H-C-C-H (ethaan) H-C-O-H (methanol)

Smelten en verdampen Ø Als een stof smelt, gaan de moleculen zich wel verplaatsen, maar laten elkaar niet los; Ø Als een stof verdampt, laten de moleculen elkaar los, de vanderwaalsverbinding wordt verbroken.

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. Alkanen (verbindingen van koolstof en waterstof) Naam Molecuulformule Molecuulmassa (u) Kookpunt (K) Methaan CH4 16 112
Ethaan C2H6 30 185
Propaan C3H8 44 231
Butaan C4H10 58 273
Pentaan C5H12 72 309
Hexaan C6H14 86 342
Heptaan C7H16 100 372
Octaan C8H18 114 399

Oplossen
Het oplossen van Jood (I2) in hexaan (C6H14). Tijdens het oplossen van jood wordt de vanderwaalsbinding tussen sommige hexaanmoleculen verbroken, doordat er joodmoleculen tussenkruipen. (bij verdampen van jood worden er alleen vanderwaalsbindingen verbroken, terwijl bij het oplossen ook nieuwe vanderwaalsbindingen ontstaan)

Naamgeving Enkele voorbeelden: NO: monostikstofmonooxide
NO2: monostikstofdioxide
P2O3: difosfortrioxide
P2O5: difosforpentaoxide
SiCl4: monosiliciumtetrachloride
Covalenties van enige atoomsoorten
Symbool Covalentie
H, F, Cl, Br, I 1
O, S 2
N, P 3
C, Si 4

Voorvoegsels
Index Voorvoegsel
1 Mono
2 Di
3 Tri
4 Tetra
5 Penta
6 Hexa
7 Hepta
8 Octa
Paragraaf 1.6: Waterstofbruggen

Tussen moleculen met OH- en/of NH-groepen treedt behalve vanderwaalsbinding een extra intermoleculaire binding op, die waterstofbrug genoemd wordt.

Paragraaf 1.7: Ionen en ionogene stoffen

Ion: een atoom of atoomgroep met een positieve of een negatieve lading. De grootte van de lading is meestal 1, 2, 3 of 4. De lading van een ion wordt altijd rechtsboven het symbool van het desbetreffende deeltje genoteerd.

Metaalionen: positief
Niet-metaalionen: negatief

Waarom kan zout wel in de vloeibare fase maar niet in de vaste fase elektrische stroom geleiden? à Positieve en negatieve ionen hebben in de vaste fase een vaste plaats. Ze bewegen niet vrij door de stof dus kan bijv. vast NaCl geen elektrische stroom geleiden. à in een gesmolten zou zijn de zich verplaatsende positieve en negatieve ionen verantwoordelijk voor de stroomgeleiding.

Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen en worden daarom ook wel ionogene verbindingen genoemd.

Ionrooster: een model van regelmatige stapeling van positieve en negatieve ionen.

De formule van een ionogene verbinding geeft aan in welke verhouding de deeltjes (ionen) in de stof aanwezig zijn. De formule wordt daarom verhoudingsformule genoemd.

Paragraaf 1.8: Metalen

De bouw van een metaal
Vaste metalen zijn opgebouwd uit kristallen, ook wel metaalrooster. Tussen tegengesteld geladen deeltjes in het metaalrooster treedt elektrostatische aantrekking op, die voor de stof leidt tot metaalbinding. Elk natriumatoom heeft één elektron afgestaan en deze elektronen bewegen vrij door het metaal, zowel in de vaste als in de vloeibare fase. De vrije elektronen zijn verantwoordelijk voor de geleiding van elektrische stroom in natriummetaal.

Gestolde oplossingen van een of meer metalen in een ander metaal worden legeringen genoemd (alliage).