Chemie trim 2

Atoombouw

• Protonen hebben een absolute massa van 1,66 x 10^-27 kg, een relatieve massa van 1 (in de kern), en een relatieve lading van +1.
• Neutronen hebben een absolute massa van 1,66 x 10^-27 kg, een relatieve massa van 1 (in de kern), en een relatieve lading van 0.
• Elektronen hebben een relatieve massa van 0 (niet in de kern) en een relatieve lading van -1; de absolute lading van een elektron is onbekend.
• Het atoomnummer (Z) wordt bepaald door het aantal protonen in een atoom en bepaalt de atoomsoort.
• Elk atoom van een bepaald element heeft hetzelfde aantal protonen.
• Atomen van verschillende elementen hebben een verschillend aantal protonen.
• Atomen zijn elektrisch neutraal, wat betekent dat het aantal protonen gelijk is aan het aantal neutronen.
• Het massagetal (A) is de som van het aantal protonen en neutronen in de kern van een atoom; de deeltjes in de kern worden nucleonen genoemd.
• Het aantal neutronen kan worden berekend met de formule: massagetal (A) - atoomnummer (Z).
• Het aantal neutronen kan 0 zijn.
• Elk element kan worden weergegeven met de A-X-Z notatie.
• A is altijd groter dan Z.

Elektronenconfiguratie

• De maximale aantal elektronen per schil wordt gegeven door de formule 2n², waarbij n het schilnummer is (K=1, L=2, M=3, enz.).
• Vanaf schil N is het maximale aantal elektronen 32.
• De elektronenconfiguratie beschrijft de manier waarop elektronen in schillen zijn gerangschikt.
• Schillen met een lager energieniveau moeten volledig gevuld zijn voordat elektronen aan een hoger energieniveau worden toegevoegd.
• Dit kan worden voorgesteld met het schillenmodel of het elektronenstipmodel.
• In de elektronenstipnotatie worden alleen de valentie-elektronen weergegeven, rond de afkorting van het element.
• Een cijfernotatie van een elektronenconfiguratie is bijvoorbeeld (2,8,4) of (2,7) of (2,8,13).
• Valentie-elektronen zijn elektronen in de buitenste schil.
• In atomen komen elektronen voor als elektronenparen of ongepaarde elektronen.
• Ongepaarde elektronen komen alleen voor in de buitenste schil.

Het Periodiek Systeem (PSE)

• Ontwikkeld door Dmitri Mendelejev.
• Perioden zijn de rijen in het PSE.
• Elementen zijn van links naar rechts gerangschikt volgens stijgend atoomnummer.
• Elk opeenvolgend element in een periode heeft één extra proton en elektron.
• Een nieuwe periode begint met een nieuwe schil.
• Het nummer van de periode is gelijk aan het nummer van de hoogst bezette schil (valentie-elektronen).
• Groepen zijn de kolommen in het PSE.
• Het nummer van de groep is gelijk aan het aantal valentie-elektronen in de hoogst bezette schil.
• Elementen in dezelfde groep hebben hetzelfde aantal valentie-elektronen.
  • a-groepen of hoofdgroepen zijn de belangrijkste groepen.
  • b-groepen of nevengroepen zijn transitiemetalen (tussen de hoofdgroepen).
  • c-groepen zijn actiniden en lanthaniden (onderaan het PSE).
• Groepen:
  • Ia: Alkalimetalen
  • IIa: Aardalkalimetalen
  • b-groepen: Transitiemetalen
  • IIIa: Aardmetalen of boorgroep
  • IVa: Koolstofgroep
  • Va: Stikstofgroep
  • VIa: Zuurstofgroep
  • VIIa: Halogenen
  • VIIIa: Edelgassen
  • c-groepen: Actinoïden of Lanthanoiden

Verdere Indeling van Elementen in het PSE

• Edelgassen hebben een gevulde buitenste schil, wat resulteert in een octetstructuur/edelgasconfiguratie/-structuur.
• Hierdoor trekken ze geen elektronen van andere elementen aan en zijn ze zeer stabiel.
• Edelgassen zijn uiterst stabiel of chemisch inert en reageren nooit.
• Ze zijn monoatomisch, kleurloos, reukloos, onbrandbaar, met lage smelt- en kookpunten.
• Metalen zijn meestal vast (behalve kwik), goede geleiders van warmte en elektriciteit, smeedbaar, pletbaar en rekbaar, en hebben metaalglans als ze gepolijst worden.
• Metalen hebben de neiging om elektronen af te staan om een octetstructuur te krijgen en reageren daarom met andere stoffen.
• Reactiviteit van metalen hangt af van het aantal elektronen dat moet worden afgestaan om een octetstructuur te krijgen (hoe meer elektronen, hoe lager de reactiviteit) en de schil waarin de valentie-elektronen zich bevinden (hoe verder van de kern, hoe reactiever).
• Niet-metalen zijn in veel mindere mate aanwezig dan metalen, maar zijn belangrijker en vertonen meer variatie in hun eigenschappen.
• Ze zijn slechtere geleiders, hebben een dof uiterlijk en zijn broos, met meestal lagere smeltpunten dan metalen.
• Ze kunnen vast (I2), vloeibaar (Br2) of gasvormig (Cl2) zijn.
• Niet-metalen hebben de neiging elektronen op te nemen om een octetstructuur te krijgen en reageren daarom met andere stoffen.
• De reactiviteit van niet-metalen hangt af van de schil waaraan de extra elektronen worden toegevoegd (hoe dichter bij de kern, hoe reactiever).

PSE en Elektronegativiteit van Elementen

• Elektronegativiteit is een maat voor de sterkte waarmee een atoom elektronen van een ander atoom aantrekt in een verbinding.
• Metalen hebben een lage ENW (sterk metaalkarakter).
• Niet-metalen hebben een hoge ENW (sterk niet-metaalkarakter).
• Edelgassen hebben geen ENW.
• De EN neemt toe van linksonder naar rechtsboven in het PSE.

Ionen en Ionbinding

• Kationen zijn positieve ionen.
• Anionen zijn negatieve ionen.
• Edelgassen zijn uiterst stabiel door hun edelgasconfiguratie en reageren niet met andere atomen (chemisch inert).
• Metalen hebben de neiging één of meerdere elektronen af te staan om de stabiele edelgasstructuur te krijgen en positieve ionen te vormen (elektropositieve elementen).
• Kationen krijgen dezelfde naam als het atoom waarvan ze zijn afgeleid.
• Niet-metalen hebben de neiging elektronen op te nemen om de stabiele edelgasstructuur te krijgen (elektronegatieve elementen).
• Anionen krijgen een naam gevormd door de stamnaam + uitgang -ide.
• Ionbinding wordt gevormd door aantrekking tussen positieve metaalionen en negatieve niet-metaalionen.
• In de formule van de gevormde stof wordt het metaal eerst geschreven.
• Een neutrale verbinding vereist dat het totale aantal afgestane elektronen gelijk is aan het totale aantal opgenomen elektronen.
• Het aantal atomen van elk element voor deze elektronenoverdracht wordt weergegeven door de index in de formule.
• Ionvorming (berekening): ionformule (met -/+) -> brutoformule (zonder -/+)
• Index steeds zo eenvoudig mogelijk (Ca2O2 -> CaO)
• Overzicht van de ladingen van ionen per groepsnummer:
  • Ia: 1+
  • IIa: 2+
  • IIIa: 3+
  • Va: 3-
  • Vla: 2-
  • VIIa: 1-

Covalente Binding

• Twee niet-metaalatomen kunnen een octetstructuur bereiken door ongepaarde valentie-elektronen te delen.
• Deze gedeelde elektronen worden door de kernen van beide atomen aangetrokken.
• Op die manier wordt een covalente binding gevormd die de twee atomen bij elkaar houdt.
• Covalente bindingen worden alleen gevormd tussen niet-metalen.