Hoofdstuk 3, Atoombouw en periodiek systeem

Scheikunde
Hoofdstuk 3 Atoombouw en Periodiek systeem; metalen

3.1 De bouw van een atoom
Een atoom bestaat uit: - negatief geladen elektronen (éénheidslading: een lading van 1-) Elektronenwolk
- positief geladen protonen (lading proton = gelijk aan lading elektron, maar dan tegengesteld. Bij een ongeladen atoom is hij wel gelijk.) Atoomkern
- ongeladen neutronen Atoomkern

Atoomnummer = aantal protonen in de kern.
Massagetal = aantal protonen + aantal neutronen in de kern.

Vb. De kern van een zuurstofatoom bestaat uit 8 protonen en 8 neutronen. Het atoomnummer is 8 en het massagetal (8+8) = 16.
De kern van een ijzeratoom bevat 26 protonen en 30 neutronen. IJzer heeft atoomnummer 26 en massagetal 56.

3.2 Ionen
Ionen zijn deeltjes waarin het aantal elektronen niet gelijk is aan het aantal protonen.
Een atoom dat elektronen heeft afgestaan is een positief ion. (Minder elektronen dan protonen) (metaal ionen zijn altijd positief)
Een atoom dat elektronen heeft opgenomen is een negatief ion. (Meer elektronen dan protonen) (niet-metalen zijn negatief)
Stoffen die zijn opgebouwd uit ionen noem je ionaire stoffen of zouten. De positieven en negatieve ionen trekken elkaar aan. Er is steeds evenveel positieve als negatieve lading.

3.3 Isotopen
Isotopen zijn atomen met hetzelfde aantal protonen, maar met verschillende aantallen neutronen.

Schrijfwijze: 20 22
10 Ne en 10 Ne
Binas tabel 25

3.4 Atoom-, molecuul- en ionmassa
Atoommassa A: atomaire massaeenheid  u (unit) Massa protonen en neutronen samen. Binas tabel 7
Massa van proton: 1,0 u
Massa van neutron: 1,0 u
Massa van een elektron : 0,00055 u (meestal te verwaarlozen)
De atoommassa van een element is het gewogen gemiddelde (rekening houdend met het percentage waarin de verschillende isotopen in de natuur voorkomen) van de massa’s van alle in de natuur voorkomende isotopen van dat element.

Molecuulmassa M: De som van de atoommassa’s van alle atomen van het molecuul.
Ionmassa: De massa van een ion is gelijk aan de massa van het overeenkomstige atoom.

Binas tabel 41

3.5 Elementgroepen
Elementen
Alkalimetalen Halogenen Edelgassen
Li+, Na+, K+ F-, Cl-, Br-, I- He, Ne, Ar
zeer onedele altijd in ver- één- metalen. binding. atomige moleculen

3. 6 Het Periodiek Systeem der elementen
In het Periodiek Systeem zijn alle elementen geplaatst op volgorde van opklimmend atoomnummer en gerangschikt in perioden (horizontaal) en groepen (verticaal). De elementen in een groep hebben overeenkomstige eigenschappen.

Groep     Enkele elementen   Lading ionen
1             Li, Na, K                  1+
2             Be, Mg, Ca, Ba        2+
16           O, S                        2-
17           F, Cl, Br, I               1-

Covalentie: Groepen 16, 17: respectievelijk 2 en 1
Groepen 14, 15: respectievelijk 4 en 3

3.7 Metalen
Eigenschappen:
- goede geleiding ( dus koud aanvoelen)
- vervormbaar door walsen en smeden
- metaalglans
- hoog smeltpunt
- in gesmolten toestand goed mengbaar
- positieve ionen (in verbinding)

Mengels van metalen: Alliages of legeringen Binas tabel 9
Groepen metalen:
- Edele metalen; goud, zilver, platina (reageert niet met water of zuurstof)
- Halfedele metalen; koper, kwik
- Onedele metalen; ijzer, lood, tin, zink, aluminium (reageert makkelijk met water of zuurstof)
- Zeer onedele metalen; natrium, kalium, calcium, barium

Verbindingen waaruit metalen op grote schaal gewonnen worden noem je ertsen.

NaOH, oplossing van natriumhydroxide = natronloog zeer heftige reacties
KOH, oplossing van kaliumhydroxide = kaliloog

Een kristalrooster is de regelmatige rangschikking van de deeltjes in een vaste stof. De inwendige regelmaat veroorzaakt een uitwendige regelmaat: kristallen.
De positieve metaalionen worden bijeengehouden door de vrij bewegende elektronen.
De metaalbinding is de binding tussen positieve metaalionen en de daartussen bewegende vrije elektronen.

Metaalrooster: Een regelmatige rangschikking bij metalen.
Metalen zijn gemakkelijk te vervormen. Door legeringen te maken wordt dit moeilijker, omdat de verschillende deeltjes niet even groot zijn.