Stoffen, atomen, moleculen H2

H2. Stoffen, moleculen en atomen. Een stof bestaat uit gelijksoortige kleine deeltjes die moleculen worden genoemd. Moleculen bestaan op hun beurt weer uit nog kleinere deeltjes, die atomen genoemd worden.

§2 Er zijn miljoenen verschillende stoffen, en allemaal hebben ze stofeigenschappen: Kleur
Geur
Smaak
Fase bij kamertemperatuur
Oplosbaarheid in water
Geleidingsvermogen voor elektrische stroom
Geleidingsvermogen voor warmte
Giftigheid
Brandbaarheid
Kookpunt
Smeltpunt
Dichtheid
Uitzetting
Corrosiebestendigheid
Afbreekbaarheid

Elke stof kan voorkomen in drie fasen; de vaste, de vloeibare, en de gasvormige fase. Voorbeeld (water):

Bij kamertemperatuur ( 25,0 graden Celsius) is water een vloeibare stof. Als water afkoelt naar 0 graden Celsius, dan verandert de vloeistof in een vaste stof. Als water wordt verhit tot 100 graden Celsius, dan verandert de vloeibare stof in een gasvormige stof (stoom, waterdamp).

Smeltpunt: Temperatuur waarbij een stof overgaat van VAST naar VLOEIBAAR. Kookpunt: Temperatuur waarbij een stof overgaat van VLOEIBAAR in GAS(vormig).

Smeltpunt en kookpunt worden uitgedrukt in Kelvin (K) of graden Celsius (C). Ze zijn in elkaar om te rekenen; Temperatuur in K = temperatuur in °C + 273

Een stofconstante is een stofeigenschap die wordt uitgedrukt in een getal, gevolgd door een eenheid. - Een stof is vast bij een temperatuur die lager is dan het smeltpunt. - Een stof is vloeibaar bij een temperatuur die tussen het smeltpunt en het kookpunt in ligt. - Een stof is gasvormig bij een temperatuur die hoger is dan het kookpunt.

Ook de dichtheid (kg/m³) van een stof is een stofconstante. [s]; solid = Vast, [l]; liquid = Vloeibaar, [g]; gas = Gasvormig.

Als een stof overgaat van de vloeibare fase naar de gasvormige fase verspreiden de moleculen zich over een zeer groot volume. Deze faseovergang noemen we verdamping.

• Aan vaste stoffen kan een bepaalde vorm worden gegeven. • Vloeistoffen kunnen stromen • Gassen verspreiden zich over de gehele beschikbare ruimte.

Bij een faseovergang veranderen alleen de bewegingsmogelijkheden van de moleculen, niet de moleculen zelf. De identiteit van de stof blijft dus behouden: er treedt geen chemische reactie op.

§3 Als we water ‘ontleden’ in het toestel van hofmann, ontstaat er aan de (+)-kant van het toestel zuurstof, aan de (­)- kant word dan waterstof gevormd. Waterstof en zuurstof kunnen verder niet ontleed worden. Ze heten daarom niet-ontleedbare stoffen genoemd. Een ander woord daarvoor is ‘element’. Er zijn maar weinig niet-ontleedbare stoffen. De meerderheid bestaat uit ontleedbare stoffen. Een ander woord daarvoor is verbinding. De moleculen van een niet ontleedbare stof bestaan uit atomen van slechts een soort. De moleculen van een ontleedbare stof geldt dat er minstens twee atomen van verschillende soort nodig zijn.

* Samengevat: - Een element is een niet-ontleedbare stof - Een molecuul van een element bestaat uit atomen van dezelfde soort - Een verbinding is een ontleedbare stof - Een molecuul van een verbinding bestaat uit ten minste twee atomen van verschillende soort. - De natuur kent ruim 100 verschillende elementen; evenzo bestaan er ruim 100 verschillende atoomsoorten - Er zijn miljoenen verschillende verbindingen bekend; er bestaan dus ook miljoenen verschillende atoomsoorten.

§4 De massa’s van atomen en moleculen worden uitgedrukt in een speciale eenheid, de atomaire massa-eenheid (u). Eén ‘u’ komt overeen met 1,66•10¯27 kg.

Een nanometer komt overeen met één miljoenste millimeter. Dit betekent dus, dat atomen onvoorstelbaar klein zijn.

§5 De moleculen van de elementen bestaan uit gelijksoortige atomen. De moleculen van de verbindingen bestaan uit ongelijksoortige atomen.

- Het getal dat in een molecuulformule rechtsonder het symbool van een atoomsoort staat, wordt index genoemd. - Het getal dat het aantal moleculen aangeeft heet coëfficiënt. - De volgorde waarin de diverse atoomsoorten in een molecuul formule worden vermeld, berust op afspraken die hier niet worden toegelicht. Meestal blijkt de alfabetische volgorde op te gaan. - Als ergens een molecuulformule staat vermeld, wordt daarmee dikwijls de desbetreffende stof bedoeld, en niet één molecuul van die stof. Met de formule H2O bijvoorbeeld, kan zowel de stof water als één watermolecuul bedoeld worden. - Moleculen van elementen, bestaan altijd uit gelijksoortige atomen. De elementen helium, neon, argon, xenon, krypton, en radon komen in de natuur voor als éénatomige moleculen. Meestal spreekt men dan van losse atomen. De zes bovengenoemde elementen worden edelgassen genoemd. - Een groepje van zeven elementen komt voor als twee-atomige moleculen: waterstof (H2), zuurstof (O2), stikstof (N2), fluor (F2), Chloor (Cl2), broom (Br2) en jood (I2). - Vieratomige moleculen ; fosfor (P4), en achtatomige; Zwavel (S8).

§6 Brandbare atomen; C-, H-, en S-atomen. Als deze atomen reeds met O-atomen bindingen hebben gevormd, is de desbetreffende stof meestal niet meer brandbaar. Voorbeelden van deze stoffen zijn koolstofdioxide, water en zwaveldioxide. Verder levert de aanwezigheid van Cl-, N- en O-atomen in de molecuul in het algemeen geen bijdrage aan de brandbaarheid van de stof.