PARATE KENNIS CHEMIE 6 de JAAR SCHEMA ZUIVERE STOF één stof, gekenmerkt door welbepaalde fysische constanten zoals kooktemperatuur, massadichtheid,. MENGSEL bestaat uit meerdere zuivere stoffen, de kooktemperatuur, massadichtheid, zijn afhankelijk van de samenstelling van het mengsel. ENKELVOUDIGE STOF Een stof die is opgebouwd uit één atoomsoort SAMENGESTELDE STOF Een stof die is opgebouwd uit meerdere atoomsoorten ANALYSE een reactie waarbij een stof ontleed wordt in nieuwe stoffen SYNTHESE een reactie waarbij stoffen worden samengevoegd tot een nieuwe stof ATOOM Kleinste deeltje waaruit een stof is opgebouwd BOUW VAN EEN ATOOM Een atoom bestaat uit: een kleine, massieve, positieve kern (protonen en neutronen) een grote, ijle, negatieve elektronenmantel. lading rel. massa kern proton (p + ) +1 1 neutron (n o ) 0 1 mantel elektron (e ) 1 0 Uit de A Z X notatie het aantal elementaire deeltjes van elk soort kunnen bepalen. Z: atoomnummer van een element en gelijk aan het aantal protonen A: massagetal van een element en gelijk aan de som van protonen en neutronen In een neutraal atoom is het aantal protonen en elektronen gelijk. 1
ISOTOPEN Isotopen zijn atomen van eenzelfde element die een gelijk aantal protonen maar een verschillend aantal neutronen bevatten. Ze verschillen dus in massagetal. ELEMENTEN H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ge As Br Ag Cd Sn Sb I Ba Pt Au Hg Pb U Pu He Ne Ar Kr Xe Rn MOLECULE Neutrale groepering van gebonden atomen INDEX aantal keer dat een atoom voorkomt in een molecule COEFFICIENT geeft het aantal moleculen of atomen weer NAAM ENKELVOUDIGE STOFFEN H 2 N 2 O 2 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 O 3 S 8 P 4 DIATOMISCHE MOLECULEN H 2 N 2 O 2 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 INFORMATIE UIT HET PERIODIEK SYSTEEM KUNNEN OPZOEKEN atoomnummer (Z) massagetal (A) A elektronegatieve waarde Z X groep & periode GROEP elementen van eenzelfde agroep bezitten evenveel valentieelektronen PERIODE elementen met evenveel gevulde schillen behoren tot dezelfde periode BELANGRIJKE GROEPEN IN HET PERIODIEK SYSTEEM Ia: Alkalimetalen IIa: Aardalkalimetalen IIIa: Aardmetalen IVa: Koolstofgroep Va: Stikstofgroep VIa: Zuurstofgroep VIIa:Halogenen O: Edelgassen NAAM EN LADING VAN DE BELANGRIJKSTE MONOATOMISCHE IONEN kwik tin koper lood ijzer Naam van het ion Symbool met bijhorende lading Hg +, Hg 2+ Sn 2+, Sn 4+ Cu +, Cu 2+ Pb 2+, Pb 4+ Fe 2+, Fe 3+ 2
De lading van de overige monoatomische ionen uit hun plaats in het PSE kunnen afleiden. NAAM EN LADING VAN DE BELANGRIJKSTE POLYATOMISCHE IONEN Naam van het ion hydroxide nitraat nitriet hypochloriet chloriet chloraat perchloraat sulfaat sulfiet carbonaat fosfiet fosfaat bromaat jodaat ethanoaat Formule OH NO 3 NO 2 ClO ClO 2 ClO 3 ClO 4 SO 4 2 SO 3 2 CO 3 2 PO 3 3 PO 4 3 BrO 3 IO 3 CH 3 COO ammonium NH 4 + ENKELE BELANGRIJKE TRIVIALE NAMEN HClopl. zoutzuur HNO 3 opl. salpeterzuur H 2 SO 4 opl. zwavelzuur HNO 2 salpeterigzuur H 2 SO 3 zwaveligzuur H 3 PO 4 fosforzuur H 2 O water H 2 CO 3 koolzuur NH 3 ammoniak CH 4 Methaan VALENTIEELEKTRONEN elektronen op de buitenste schil OCTETSTRUCTUUR = EDELGASCONFIGURATIE 8 elektronen op de buitenste schil ELEKTRONEGATIEVE WAARDE (ENwaarde e.n.w.) De elektronegatieve waarde is een maat voor de kracht waarmee een gebonden atoom de bindingselektronen aantrekt. Metalen hebben een kleine ENwaarde; ze geven dus gemakkelijk elektronen af. Nietmetalen hebben een grote ENwaarde; ze trekken gemakkelijk elektronen aan. IONVERBINDING Verbinding tussen positieve en negatieve ionen. Verbinding tussen een metaal (positief ion) en een nietmetaal (negatief ion). Bij een ionverbinding is het verschil in ENwaarde groter dan of gelijk aan 1,6. Metaaloxiden, zouten en basen zijn ionverbindingen. COVALENTE VERBINDINGEN (ATOOMVERBINDING) Verbinding tussen nietmetalen. Bij een covalente verbinding is het verschil in ENwaarde kleiner dan 1,6. Nietmetaaloxiden en zuren zijn covalente verbindingen 3
POLAIRE VERBINDINGEN Polaire verbindingen zijn verbindingen waaraan we een positieve en een negatieve pool kunnen onderscheiden. Water (H 2 O) is een polair oplosmiddel. Zuren, zouten, hydroxiden zijn polaire verbindingen. Polaire verbindingen lossen op in polaire oplosmiddelen. APOLAIRE VERBINDINGEN Aan apolaire verbindingen kan men geen positieve en negatieve pool onderscheiden. Ether, CCl 4, whitespirit zijn apolaire oplosmiddelen. Olie (vet) is een apolaire verbinding. Apolaire verbindingen lossen op in apolaire verbindingen. STERISCH GETAL RUIMTELIJKE STRUCTUUR Het sterisch getal (SG) van een atoom is gelijk aan de som van het aantal bindingspartners en het aantal vrije elektronenparen van het beschouwde atoom. Naargelang van de waarde van het SG (4, 3 of 2) komt men tot een tetraëdrische, een trigonaal vlakke of een lineaire schikking rond het beschouwde atoom. Voorbeelden: structuurformule sterisch getal ruimtelijke structuur S.G. (C) = 4 tetraëder H N H H S.G.(N) = 4 pyramide S.G.(0) = 4 geknikt S.G. (C) = 3 H C C H S.G. (C) = 2 trigonaal planair lineair ELEKTROLYT Elektrolyten zijn stoffen die in opgeloste toestand vrije ionen vormen en daardoor de elektrische stroom geleiden. Alle andere stoffen zijn nietelektrolyten. Zuren, hydroxiden en zouten zijn elektrolyten. Alcohol en suiker zijn voorbeelden van nietelektrolyten. 4
ATOOMMASSAEENHEID massa van 1 proton of 1 neutron (1 u = 1,67.10 27 kg) MOLAIRE MASSA (M) massa van één mol deeltjes (uitgedrukt in g/mol), zie PSE HOEVEELHEID STOF (n) uitgedrukt in mol 1 mol = 6,02.10 23 deeltjes n = m/m GETAL VAN AVOGADRO N A = 6,02.10 23 deeltjes MOLAIRE CONCENTRATIE (C) Aantal mol opgeloste stof per liter oplossing (mol/l) c= n/v MASSAPROCENT Aantal gram opgeloste stof per 100g oplossing MOLAIR GASVOLUME 1 mol van een gas neemt bij normomstandigheden een volume in van 22,4l n.o. = 1013 hpa en 273K CHEMISCH REKENEN Massa (m) gram X M : M Hoeveelheid stof (n) mol : N A x N A Aantal deeltjes : V X V Molaire concentratie (c) EXO EN ENDOENERGETISCHE REACTIES exoenergetische reactie: reactie waarbij energie vrijkomt endoenergetische reactie: reactie waarbij energie nodig is Activeringsenergie is de energie die nodig is om een reactie op gang te brengen. REACTIEVERGELIJKINGEN UITBALANCEREN REACTIEVERGELIJKINGEN OPSTELLEN AAN DE HAND VAN GEGEVEN FORMULES NEUTRALISATIEREACTIE Een neutralisatiereactie is een reactie tussen een zuur en een base met vorming van een zout en water. 5
ZUUR Een stof die in waterig milieu H 1+ ionen afgeeft. Bronsted: een protondonor sterk zuur: zuur dat nagenoeg volledig ioniseert vb: HCl, HNO 3, H 2 SO 4 zwak zuur: zuur dat slechts gedeeltelijk ioniseert vb: CH 3 COOH, NH 4 1+ BASE Een stof die in waterig milieu OH ionen afgeeft. Bronsted: een protonacceptor sterke base: base die volledig ioniseert vb: alle hydroxiden (NaOH,KOH, Ca(OH) 2...) zwakke base: base die slechts gedeeltelijk ioniseert. vb: NH 3, CH 3 COO 1 phschaal: INDICATOREN: indicator Kleur in zuur milieu Kleur in basische milieu lakmoes rood blauw fenolftaleine kleurloos paars methyloranje rood geel ZURE OPLOSSING: ph<7 [H 3 O 1+ ] > [OH 1 ] BASISCHE OPLOSSING:pH>7 [H 3 O 1+ ] < [OH 1 ] NEUTRALE OPLOSSING: ph=7 [H 3 O 1+ ] = [OH 1 ] = 10 7 mol/l phformule: ph = log [H 3 O 1+ ] 6
poh=log [OH ] ph+poh=14 phberekeningen: sterk zuur ph=log [c z ] sterke base ph =14+log [c b ] zwak zuur ph= ½ (pk a log c z ) zwakke base ph= 14 ½ (pk b log c b ) EEN NEERSLAGREACTIE een neerslagreactie is een reactie tussen stoffen waarbij een onoplosbare stof wordt gevormd. Gebruik van de oplosbaarheidstabel EEN GASVORMINGSREACTIE Een gasvormingsreactie is een reactie tussen 2 stoffen waarbij een gasvormige stof ontstaat. De belangrijkste gassen : CO 2, H 2 S, NH 3, SO 2 H 2 knalgas O 2 nodig voor de verbranding REDOXREACTIE Een redoxreactie is een elektronenuitwisselingsreactie. Hierbij treedt steeds een reductie en een oxidatie op. OXIDATIE Een chemische reactie waarbij de oxidatiegetal (OG) stijgt. Tijdens een oxidatie worden er elektronen afgestaan. REDUCTIE Een chemische reactie waarbij de oxidatiegetal (OG) daalt. Tijdens een reductie worden er elektronen opgenomen. REDUCTOR Een stofdeeltje dat elektronen afgeeft. e reductor OXIDATOR Een stofdeeltje dat elektronen opneemt. Aan de hand van de tabel OG kunnen gebruiken e oxidator 7
PRAKTISCHE REGELS VOOR HET BEPALEN VAN HET OXIDATIEGETAL (OG) 1. Het oxidatiegetal van een atoom in een enkelvoudige stof is altijd gelijk aan 0. Voorbeelden: H 0 in H 2 S 0 in S 8 O 0 in O 2 P 0 in P 4 C 0 in C Fe 0 in Fe 2. Het oxidatiegetal van monoatomische ionen wordt gegeven door de ionlading. Voorbeeld: Ca +II en F I in CaF 2 3. Het oxidatiegetal van waterstof in zijn verbindingen is (meestal) +I. Voorbeeld: H +I in HCl 4. Het oxidatiegetal van zuurstof in zijn verbindingen bedraagt (meestal) II Voorbeeld: O II in CO 2 5. Het oxidatiegetal van de alkalimetalen (Li, Na en K) is altijd + I (uitgezonderd bij de enkelvoudige stoffen zie regel 1). Het oxidatiegetal van de aardalkalimetalen (Be, Ca, Mg, Ba) is altijd +II (uitgezonderd bij de enkelvoudige stoffen zie regel1). Voorbeelden: KI K +I MgS Mg +II 6. De lading van een atoomgroep (bvb. een polyatomisch ion) is gelijk aan de som van de oxidatiegetallen van de aanwezige atomen (hou rekening met de aantallen) 2 Voorbeeld: SO 4 S +IV en O II lading atoomgroep = 1.(+6)+4.(2) = 2 7. In een verbinding (molecule) is de som van de oxidatiegetallen van alle aanwezige atomen steeds gelijk aan nul. ANORGANISCHE VERBINDINGEN Algemene formule Zuur Base metaaloxide Nietmetaaloxide Zout H x Z M (OH) y M x O y NM x O y M x Z y NH 4 OH Formulevorming: aan de hand van de tabel met OG. ORGANISCHE VERBINDINGEN Alkanen zijn opgebouwd uit verzadigde koolwaterstoffen ISOMEREN Verbindingen met dezelfde brutoformule maar met verschillende structuurformules noemt men structuurisomeren. Ketenisomerie: vb Plaatsisomerie: vb 8
Cistransisomerie: vb Functie isomerie: Vb. CH 3 CH 2 OH Ethanol CH 3 O CH 3 en methoxymethaan VERZADIGDE ONVERZADIGDE CVERBINDINGEN Verzadigde: verbindingen die alleen enkelvoudige CC bindingen vertonen. Onverzadigde: verbindingen waarin naast de enkelvoudige ook meervoudige (dubbele of drievoudige) bindingen voorkomen. C C of C C NAAMGEVING ORGANISCHE STOFFEN aantal C alkaan alkylradicaal 1 CH 4 methaan CH 3 methyl 2 C 2 H 6 ethaan C 2 H 5 ethyl 3 C 3 H 8 propaan C 3 H 7 propyl 4 C 4 H 10 butaan C 4 H 9 butyl ENKELE BELANGRIJKE RADICAALNAMEN: C H C H 3 isopropyl C H 3 C H 2 C H C H 3 isobutyl C H 3 9
ENKELE BELANGRIJKE ORGANISCHE STOFFEN STOF SYSTEMATISCHE NAAM TRIVIALE NAAM CH 3 COCH 3 propanon aceton HCOOH methaanzuur mierenzuur CH 3 COOH ethaanzuur azijnzuur C 3 H 7 COOH butaanzuur boterzuur CH 2 OHCH 2 OH 1,2ethaandiol glycol CH 2 OHCHOHCH 2 OH 1,2,3propaantriol glycerol CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 ethoxyethaan diëthylether REACTIESNELHEID Theoretische snelheidsvergelijking: v = k. [A] a.[b] b CHEMISCH EVENWICHT VERSCHUIVEN VAN CHEMISCH EVENWICHT (principe van Le Châtelier) Wanneer een evenwicht verstoord wordt, zal het evenwicht zodanig verschuiven dat de verstoring tegengewerkt wordt. 10