intro
atoom en molecuul
Atomen zijn bijzonder kleine deeltjes die onderling verschillen in grootte en massa. Voor het gemak stellen we ons de atomen voor als bolletjes.
Hoe klein is een atoom? Als alle vijf miljard mensen op de wereld gezamenlijk de atomen in een druppel water zouden tellen, in een tempo van een atoom per seconde, dan zou het karweitje nog altijd meer dan 30.000 jaar duren!
De atomen (bolletjes) kunnen we beschouwen als de bouwstenen van stoffen. Door atomen met elkaar te verbinden ontstaan grotere eenheden die we moleculen noemen. Het is heel belangrijk om te onthouden dat elke (zuivere) stof zijn eigen moleculen heeft. Moleculen van de stof water zien er bijvoorbeeld zo uit.
de stof water bevat een zeer groot aantal water moleculen, elk molecuul bestaat uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom.
Net als bij woorden in onze taal kunnen we met het beperkte aantal atoomsoorten heel veel stoffen maken door het veranderen van de soort en/of het aantal atomen.
In voorafgaande figuur zie je dat de stof water bestaat uit moleculen die opgebouwd zijn uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. Een stof met dezelfde atoomsoorten maar wel in andere aantallen is waterstofperoxide. Een waterstofperoxidemolecuul bestaat uit twee waterstofatomen en twee zuurstofatomen.
De stoffen water en waterstofperoxide zijn zéér verschillend in hun eigenschappen!
bouw atoom en ion
Elke atoom heeft de zelfde bouwmethode. Elke atoom heeft in de kern protonen en neutronen. In een baan om de kern zitten de elektronen.
De verschillen tussen de elementen zoals zuurstof en stikstof zit in het aantal van elk.
|
|
Aantal
protonen
|
Aantal
neutronen
|
Aantal
elektronen
|
|
Koolstof (C)
|
7
|
7
|
7
|
|
Zuurstof (O)
|
8
|
8
|
8
|
De deeltjes hebben de volgende eigenschappen
|
|
massa
|
lading
|
|
Protonen
|
Wel
|
+
|
|
Neutronen
|
Wel
|
-
|
|
elektronen
|
Geen
|
geen
|
Veel atomen hebben de eigenschap om elektronen op te nemen in een baan of elektronen af te staan. Dit staat voor alle element vast. Het afstaan of opnemen van elektronen heeft geen invloed op de massa van het atoom omdat het elektron geen massa heeft.
In onderstaande voorbeelden zie je dat
- het element Lithium staat één (negatief) elektron af. Het atoom krijgt dan een positieve lading. Dit kan je aan de schrijfwijze zien. Er staat dan Li+
- het element Fluor neemt één (negatief) elektron op. Het atoom krijgt dan een negatieve lading. Dit kan je aan de schrijfwijze zien. Er staat dan F -
Afspraak schrijfwijze
|
Wanneer een atoom één elektron afstaat of opneemt schrijf je
Je laat de 1 weg
|
Li + of Cl -
|
|
Wanneer een atoom meer elektronen afstaat of opneemt schrijf je
|
Mg2+ of O2-
|
Uitspraak
|
Li +
|
Li plus
|
Mg2+
|
Mg twee plus
|
|
Cl -
|
Cl min
|
O2-
|
O twee min
|
ION
Wanneer een atoom elektronen afstaat of opneemt dan krijgt dit atoom een positieve of negatieve lading.
Een atoom met een lading noem je een ion
Atomen die elektronen afstaan noem je : + ionen
Atomen die elektronen opnemen noem je: - ionen
Valentie
Men weet van elk element hoeveel elektronen hij afstaat of opneemt. Bijvoorbeeld van IJzer (Fe) is bekend dat 2 of 3 elektronen kunnen worden afgestaan. Van zuurstof (O) is bekend dat deze 2 elektronen opneemt.
De begrip wordt valentie genoemd. De valentie van zuurstof is dus -2.
In onderstaande tabellen staan de valenties van een beperkt aantal elementen.
Valenties van metalen:
|
Metaal
|
Valentie
|
|
Na, K, Ag
|
(1) +
|
|
Mg, Ba, Ca, Zn, Ni
|
2 +
|
|
Al, Cr, Au
|
3 +
|
|
Fe
|
2 + en 3 +
|
|
Cu, Hg
|
1 + en 2 +
|
|
Pb, Sn
|
2 + en 4 +
|
Wat opvalt in deze tabel is dat de valenties van alle metaalionen positief zijn.
Valenties van niet – metalen:
|
Niet - metaal
|
Valentie
|
|
H
|
(1) +
|
|
F, Cl, Br, I
|
(1) -
|
|
O, S
|
2 -
|
|
N, P
|
3 -
|
Wat opvalt in deze tabel is dat de valenties van alle niet - metaalionen negatief zijn behalve H (waterstof) is positief .
Periodiek systeem
Alle tot nu toe bekende atoomsoorten zijn, net als de letters van ons alfabet, op een bepaalde manier gerangschikt. Het resultaat kennen we als het periodiek systeem. Elke atoomsoort heeft zijn eigen naam, symbool en atoomnummer. Het periodiek systeem is verdeeld in groepen en perioden. De groepen zijn de verticale kolommen, de perioden zijn de horizontale rijen. In een groep staan atoomsoorten met ongeveer dezelfde eigenschappen.
In onderstaande tabel zijn de elementen in 3 groepen ingedeeld. Dit is de meest simpele indeling.
Eigenschappen van de 3 groepen elementen
|
|
Metalen
|
goede geleiders van warmte en elektriciteit. Makkelijk in allerlei vormen te gieten.
|
|
|
metalloïden
|
Vaste stoffen bij kamertemperatuur. Geleiden warmte en elektriciteit niet zo goed als metalen en ook lastiger in vormen te gieten.
|
|
|
Niet - metalen
|
Slechte geleiders. Moeilijk in vormen te gieten.
|
In het periodiek systeem worden de atoomsoorten weergegeven met een symbool. Voor het symbool van de atoomsoort is in een aantal gevallen de eerste letter van de Latijnse naam van die atoomsoort genomen. De Latijnse naam voor koolstof is carbonium. Daarom is het symbool van koolstof een hoofdletter C. De Latijnse naam voor koper is cuprum. Omdat de letter C al gebruikt is voor koolstof wordt soms ook een tweede letter gebruikt. De tweede letter is altijd een kleine letter. Voor koper is het symbool Cu.
Element - Atoom
Element en atoom worden vaak door elkaar gebruikt. Toch is zijn ze niet hetzelfde.
O2 is de scheikundige formule voor het element zuurstof. Het element O2 bestaat uit twee zuurstofatomen!
· Zuurstof (en enkele andere elementen) zijn tweeatomige elementen.
· Natrium (en vrijwel alle andere elementen) zijn éénatomige elementen.
|
Ezelsbrug
|
|
Brigitte Organiseert NaaktFeesten In Het Clubhuis
|
|
Uitleg
|
|
De zeven tweeatomige elementen, Broom, Zuurstof, Stikstof, Fluor, Jood, Waterstof en Chloor.
(Br2, O2, N2, F2, I2, H2, Cl2)
|
In bovenstaand “Periodiek Systeem” staat een beperkte hoeveel informatie, namelijk:
o Het symbool
o Het atoomnummer.
Er zijn ook “Periodieke Systemen” met meer informatie over elk element. Zie hiervoor de afbeelding hieronder.
Hieronder staat een “periodiek systeem der elementen” waarin de elementen zijn verdeeld in 8 groepen. Van elk element wordt ook meer informatie gegeven. Je kunt de tabel naar rechts schuiven.
Informatie Elementen
Van alle elementen in het periodieksysteem is er informatie beschikbaar. Door op op deze link te klikken ga je naar het periodieksysteem. Door op het element te klikken krijg je veel informatie over het betreffende element
Molecuulformule
Het weergeven van stoffen door moleculen te tekenen waarin de atomen voorgesteld worden door bolletjes geeft duidelijke informatie maar is wel veel werk. Omdat ook chemici mensen zijn heeft men gezocht naar manieren om stoffen weer te geven die zowel duidelijk als weinig tijdrovend zijn.
Een van de manieren om stoffen weer te geven is het gebruik maken van molecuulformules.
Van de stof water weten we dat de moleculen zijn opgebouwd uit twee waterstofatomen (H) en één zuurstofatoom (O). Voor de molecuulformule van water schrijven we:
Het cijfer rechts onder de atoomsoort geeft aan hoe vaak de atoomsoort in het molecuul aanwezig is. Dit cijfer noemen we de index. In het geval van het watermolecuul is de index bij het symbool van waterstof 2. Bij het symbool van zuurstof staat géén 1 omdat de index 1 volgens afspraak altijd wordt weggelaten in een molecuulformule.
Opmerking
De stoffen fluor, chloor, broom, jood, waterstof, zuurstof en stikstof komen niet voor in de vorm van losse atomen maar als moleculen van telkens twee atomen. De formules van deze stoffen zijn dan ook: F2, Cl2, Br2, I2, H2, O2,N2 in plaats van F, Cl, Br et cetera. Ook nu geldt: van buiten leren!
Voorbeelden
|
stof
|
formule
|
Bestaat uit
|
|
tafelsuiker
|
C12H22O11
|
12 atomen C (koolstof)
22 atomen H (waterstof)
11 atomen O (zuurstof)
|
|
koolzuur
|
H2CO3
|
2 atomen H
1 atoom C
3 atomen O
|
|
Butaan
|
C4H10
|
4 atomen C
10 atomen H
|
Reactievergelijking
Een brandblusser die roestig is.
Roest is een van de bekendste stoffen die ontstaat na een reactie tussen 2 andere stoffen. Die stoffen zijn ijzer (Fe) en zuurstof (O). We proberen die reactie tegen te gaan door het ijzer af te dekken dmv bij verf of een laagje zink. (galvaniseren).
Bij elke chemische reactie verdwijnen één of meer stoffen en ontstaan één of meer nieuwe stoffen. Een reactievergelijking is niets meer maar ook niets minder dan een weergave op papier van wat er tijdens zo´n reactie gebeurt. Een stof die verdwijnt heet de beginstof. Een stof die ontstaat heet een reactieproduct.
In elke reactievergelijking gebruiken we naast de formules van de stoffen een pijl om de omzetting van de beginstof(fen) in reactieproduct(en) aan te geven.
beginstof ® reactieproduct
Wanneer we meerdere beginstoffen hebben en/of er meerdere reactieproducten ontstaan schrijven we tussen de formules van de stoffen een plusteken. Voor een reactievergelijking waarbij uit twee beginstoffen één eindproduct ontstaat is de weergave.
beginstof + beginstof ® reactieproduct
Een voorbeeld van een reactie waarbij uit twee beginstoffen één reactieproduct ontstaat is de vorming van Magnesiumsulfide uit magnesium en zwavel. Tijdens de reactie verbinden telkens één magnesiumatoom en één zwavelatoom zich tot één molecuul magnesiumsulfide.
De reactievergelijking ziet er als volgt uit:
Mg + S ® MgS
Mg is atoom dat graag 2 elektronen afstaat. S is een atoom dat graag 2 elektronen opneemt. Dat komt hier dus mooi uit. Zie in onderstaand plaatje hoe de elektronen worden uitgewisseld.
Een volgend voorbeeld
Natrium (Na) en zwavel (S) .
Na is een atoom dat graag 1 elektron afstaat. S is een atoom dat graag 2 elektronen opneemt. Je hebt dus 2 atomen Natrium nodig om aan de vraag van zwavel te voldoen. Je krijgt dan onderstaand beeld
De reactievergelijking wordt dan: 2Na + S ®Na2S
powerpoint (leren 1,2,3, 6 en 7)
