INLEIDING INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE

Introductiecursus Bouwchemie: Inleiding VOOR WIE? INLEIDING INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE Studenten met een gebrekkige voorkennis van chemie om het vak Bouwchemie met succes te starten D.w.z. studenten met een beperkte scheikundige vooropleiding of studenten die het pakket scheikunde van 1 uur in het secundair onderwijs niet beheersen Zowel voor opleiding Architectuur als Interieur-architectuur ORGANISATIE EN AANPAK 2 TIJDSSCHEMA INHOUD 15 uur lessen en oefeningen Maandag 09/09/2013: 9u00 13u00 Dinsdag 10/09/2013: 9u00 13u00 Donderdag 12/09/2013: 9u00 13u00 Vrijdag 13/09/2013: 9u00 12u00 1. Inleiding moleculen en atomen 2. Atoombouw en chemische binding 3. Stoichiometrie 4. Indeling van de minerale chemie 5. (Milieuproblematiek) 6. Organische chemie 3 4 OPBOUW SLIDES EN LESSEN Steeds in blauw en vet vermeld nieuwe begrippen Na ieder deeltje wordt de theorie door de student toegepast in enkele oefeningen oefeningen staan op slides met een lichtrode achtergrond Op het einde van elk hoofdstuk staan er enkele herhalingsoefeningen om na te gaan of de leerstof begrepen en gekend is Na iedere les wordt de aanwezigheidslijst verplicht gehandtekend Afwezigheid enkel gewettigd indien doktersattest 5 1

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen OVERZICHT INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE HOOFDSTUK 1: INLEIDING MOLECULEN EN ATOMEN 1. Zuivere stof, moleculen en atomen 2. Elementen 3. Atoomtheorie van Dalton 4. Atoommassa 5. Moleculemassa 6. De mol 7. Moleculeformules 8. Wetten van Avogadro 9. De chemische reactie 10. Het periodiek systeem 1 2 ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN Heterogeen materiaal: geen homogene samenstelling, eigenschappen kunnen verschillen van monster tot monster 3 4 ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN Zuivere stof Elk monster heeft dezelfde samenstelling en eigenschappen Niet door fysische middelen te scheiden tot eenvoudigere stofen ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN Onzuivere stoffen of mengsels van zuivere stoffen = wel door fysische middelen te scheiden (bv. destillatie, filtratie, kristallisatie, ) Vastomlijnde eigenschappen Smeltpunt Kookpunt Brandbaarheid Voorbeelden Water Marmer Zink Keukenzout Voorbeelden Zoutoplossing Melk 5 6 1

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN Zuivere stof = verzameling van dezelfde deeltjes die de fysische en chemische eigenschappen van die stof dragen moleculen of atomen Zn H 2 O Zuivere stof moleculen of atomen Molecule bestaat uit atomen Voorbeelden molecule H 2 O (water) CaCO 3 (calciumcarbonaat) NaCl (keukenzout) Let op notatie: aantalelementen in subscript! NaCl CaCO 3 Voorbeelden atomen Zie periodiek systeemder elementen (PSE) 7 8 ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN Zuivere stof enkelvoudige stof of samengestelde stof Enkelvoudige stof slechts één atoomsoort Voorbeelden H 2 ((di)waterstof) O 2 (zuurstof) Ne (neon) Samengestelde stof twee of meer atoomsoorten Voorbeelden H 2 O (water) NaCl (keukenzout) 9 10 ZUIVERE STOF, MOLECULEN EN ATOMEN OEFENINGEN Waar of niet waar? ELEMENTEN ± 110 gekende elementen 1. Een atoom kan uit meerdere moleculen bestaan. 2. Een zuivere stof kan enkel op chemische wijze gescheiden worden. 3. Destillatie is een manier om een onzuivere stof op fysische wijze te scheiden. 4. Een samengestelde stof bestaat steeds uit twee of meer atomen. 5. Hg (kwik) is een zuivere stof en ook een enkelvoudige stof. 11 12 2

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen ELEMENTEN ELEMENTEN Grove indeling metalen en niet-metalen Metalen Geleiden warmte en elektriciteit Zijn pletbaar en rekbaar Kunnen positieve deeltjes vormen Niet-metalen Geleiden warmte en elektriciteit nagenoeg niet (isoleren ze) Zijn bros Kunnen negatieve deeltjes vormen 13 14 ELEMENTEN: OEFENINGEN 1. Zoek de notaties van de volgende 13 elementen en bepaal of het een metaal of een niet-metaal is (tip: zie het PSE) Lood, zink, waterstof, koolstof, stikstof, tin, calcium, helium, aluminium, kalium, zwavel, koper ATOOMTHEORIE VAN DALTON H 2 O 2. Waarvoor staan de volgende 13 symbolen? Zijn het metalen of nietmetalen? (tip: PSE) Cd, O, Ag, Cl, Hg, Li, Ne, Ar, Na, Fe, I, Mg, F 15 16 ATOOMTHEORIE VAN DALTON Alle materie is opgebouwd uit atomen (kleine deeltjes) Atomen zijn ondeelbaar en onafbreekbaar (noch vernietigd, noch geschapen worden) Alle atomen van een gegeven element zijn identiek (grootte, massa, eigenschappen). Atomen van verschillende elementen hebben een andere massa en eigenschappen Tijdens een chemische reactie worden atomen niet gevormd, vernietigd of omgezet in andere types atomen (atomen zijn onveranderlijk), maar treedt er een hergroepering van atomen op Verbindingen worden gevormd door de combinatie van gehele aantallen atomen van verschillende elementen. Dezelfde elementen kunnen meer dan één verbinding vormen Knikkermodel ATOOMTHEORIE VAN DALTON Scheikundige reactie: hergroepering van atomen om nieuwe moleculen te vormen Voorbeeld Mg + 2 HCl MgCl 2 + H 2 + + 17 18 3

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen ATOOMTHEORIE VAN DALTON Kritiek op atoomtheorie van Dalton Atomen zijn niet de kleinste deeltjes (bv. protonen, elektronen, neutronen, ) Atomen zijn veranderlijk: bepaalde atomen kunnen in andere atomen omgezet worden door radioactieve ontbinding (vb. uranium) Atomen zijn wel deelbaar (kernsplijting) Atomen blijven niet behouden: bepaalde atomen kunnen vernietigd worden met vrijstelling van energie in kernreacties Atomen van eenzelfde element zijn niet altijd identiek in massa aangezien er isotopen bestaan ATOOMTHEORIE VAN DALTON: OEFENINGEN Waar of niet waar? 1. Dalton stelt dat atomen onveranderlijk zijn. 2. Dalton werkte in een kerncentrale. 3. Een scheikundige reactie is een hergroepering van moleculen. 4. Dalton stelt dat atomen ondeelbaar zijn. Kernfysica: atoomtheorie van Dalton is onbruikbaar Gewone scheikunde: atoomtheorie van Dalton grotendeels bruikbaar 19 20 ATOOMMASSA Hoeveel weegt 1 atoom H? A. 1,67 g B. 0,00167 g = 1,67.10-3 g C. 0,00000167 g = 1,67.10-6 g D. 0,00000000167 g = 1,67.10-9 g E. 0,00000000000000000000000167 g = 1,67.10-24 g ATOOMMASSA (Absolute) atoommassa m van enkele atomen H 1,67 x 10-27 kg C 20,04 x 10-27 kg N 23,38 x 10-27 kg Veel te klein om mee te werken! Relatieve atoommassa A r 1 unit = 1,67 x 10-27 kg = 1 u 21 22 ATOOMMASSA Formules Relatieve atoommassa Voorbeelden H 1,0079 C 12,011 N 14,0067 Absolute atoommassa A r = m atoom /u m atoom = A r. u Voorbeelden H 1,67 x 10-27 kg OF 1,0079 u C 20,04 x 10-27 kg OF 12,011 u N 23,38 x 10-27 kg OF 14,0067 u ATOOMMASSA: OEFENINGEN 1. Geef de relatieve atoommassa van volgende 10 elementen (Tip: PSE) He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ag, Pb Wat valt er op in relatie met het atoomnummer? 2. Geef de absolute atoommassa van volgende 5 elementen (Tip: PSE) He, C, N, O, Pb 3. Hoeveel is 1,67 x 10-27 kg in g? 23 24 4

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen MOLECULEMASSA (Absolute) moleculemassa m en relatieve moleculemassa M r Optellen van atoommassa s naargelang aantal atomen Basiskennis! Voorbeeld: moleculemassa van water H 2 O Absolute atoommassa s m H: 1,67.10-27 kg O: 26,78.10-27 kg Relatieve atoommassa s A r H: 1,0079 O: 15,999 Relatieve moleculemassa M r 2 * 1,0079 + 15,999 18 MOLECULEMASSA: OEFENINGEN 1. Geef de relatieve moleculemassa van volgende 5 moleculen 1. HCl (zoutzuur) 2. H 2 ((di)waterstof) 3. HNO 3 (waterstofnitraat) 4. NaCl (keukenzout) 5. C 8 H 18 (octaan) 2. Geef de absolute moleculemassa van volgende 2 moleculen 1. O 2 (zuurstof) 2. CH 4 (methaan) 25 26 DE MOL Aanduiding aantal deeltjes Welke deeltjes? 1 mol = 6,02 x 10 23 deeltjes getal van Avogadro N A Blijft gelijk: atomen, moleculen, ionen, elektronen,... Massa van 1 mol deeltjes Massa van 1 mol deeltjes (molaire massa M) = A r of M r uitgedrukt in g Voorbeeld 1 mol water (H 2 O) 6,02 x 10 23 deeltjes Relatieve moleculemassa M r (H 2 O) = 18 M (H 2 O) = 18 g/mol 27 DE MOL: OEFENINGEN 1. Waarvoor staan de volgende 3 symbolen 1. m 2. M r 3. A r 2. Wat is de eenheid van volgende 3 grootheden: 1. Molaire massa 2. Relatieve deeltjesmassa 3. Absolute deeltjesmassa 3. Hoeveel gram weegt 1. 2 mol H 2 2. 4 mol HCl 3. 10 mol Pb? 28 MOLECULEFORMULES MOLECULEFORMULES: OEFENINGEN 1. Waar of niet waar? 1. De index wordt steeds vóór de molecule geschreven 2. De coëfficiënt geeft aan hoeveel moleculen er zijn Coëfficient = aantalmoleculen 4 H 2 CO 3 Index Index = aantalatomenin molecule 2. Hoeveel atomen zitten er in 3 moleculen H 2 SO 4? 29 30 5

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen WETTEN VAN AVOGADRO 1 mol is steeds 6,02 x 10 23 deeltjes, van om het even welke stof LET OP! Diatomaire gassen 1 mol van gelijk welk gas neemt steeds eenzelfde volume in bij gelijke temperatuur (T) en druk (p): 22,42 l bij 0 C en atmosferische luchtdruk (101300 Pa = 1 bar) DUS bij 0 C en 101300 Pa: 1 mol H 2 neemt 22,42 liter in 1 mol He neemt 22,42 liter in 1 mol O 2 neemt 22,42 liter in... H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2 Edelgassen: niet diatomair He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomaire stoffen die niet gasvormig zijn Br 2, I 2 31 32 WETTEN VAN AVOGADRO: OEFENINGEN Waar of niet waar? 1. Bij 0 Pa en 101300 C neemt 1 mol van om het even welk gas exact 22,42 liter in 2. Een luchtdruk van 101300 Pa komt overeen met 1 bar CHEMISCHE REACTIE aa + bb cc + dd Reagentia Reactieproducten Stoichiometrische coëfficiënten Evenveel atomen links als rechts! Coëfficiënt 1 wordt weggelaten Mg + 2 HCl MgCl 2 + H 2 33 34 CHEMISCHE REACTIE Richtlijnen Eens de moleculeformules juist zijn (correcte indices), mogen deze niet meer veranderd worden Voorbeeld Vervolgens dient enkel m.b.v. de coëfficiënten het gelijk aantal atomen links en rechts bereikt te worden Voorbeeld Mg en HCl reageren tot MgCl 2 en H 2 CHEMISCHE REACTIE Hoe een chemische reactie balanceren? 1. Bepaal hoeveel atomen van iedere soort er links en rechts zijn 2. Zoek één atoom (of complex ion zoals SO 4 ) dat links in slechts één molecule staat en rechts ook in slechts één molecule staat Wacht met waterstof (H) en zuurstof (O) tot op t laatste 3. Balanceer dat atoom Vermenigvuldig desnoods niet-gehele getallen (bijv. 2,5) Breng daarna alles naar gehele getallen (vermenigvuldig bijv. ganse reactie met 2) 4. Zoek het volgende atoom in onevenwicht en herhaal stap 3 voor dat atoom Mg + 2 HCl MgCl 2 + H 2 35 36 6

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen CHEMISCHE REACTIE: OEFENINGEN Zoek de juiste coëfficiënten bij de volgende reacties 1. HCl + NaOH NaCl + H 2 O 2. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 3. HNO 2 + Ca(OH) 2 Ca(NO 2 ) 2 + H 2 O 4. Na + O 2 Na 2 O 5. SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 6. HNO 3 + Ca(OH) 2 Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O 7. HF + KOH KF + H 2 O 8. HBr + Ca(OH) 2 CaBr 2 + H 2 O 9. Al + HCl AlCl 3 + H 2 10. P + O 2 P 2 O 5 PERIODIEK SYSTEEM Rangschikking van de elementen H Atomen geordend volgens toenemende atoommassa (eigenlijk atoomnummer = aantal protonen, zie later) Periodisch weerkeren van eigenschappen He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Groep Ca Periode 37 38 PERIODIEK SYSTEEM PERIODIEK SYSTEEM: GROEPEN 39 40 PERIODIEK SYSTEEM: PERIODEN ELEMENTEN UIT HOOFDGROEPEN 41 42 7

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen OVERGANGSELEMENTEN LANTHANIDES EN ACTINIDES 43 44 METALEN NIET-METALEN 45 46 HALFMETALEN EDELGASSEN 47 48 8

Introductiecursus Bouwchemie: Moleculen en atomen HALOGENEN ALKALIMETALEN 49 50 AARDALKALIMETALEN PERIODIEK SYSTEEM: OEFENINGEN Waar of niet waar? 1. Het element Zn bevindt zich in een a-groep 2. Fe, Co en Ni zitten in dezelfde groep omdat ze grote horizontale verwantschap vertonen. 3. Elementen in één periode bezitten bepaalde overeenkomsten in fysische en chemische eigenschappen. 4. Elementen in één groep bezitten bepaalde overeenkomsten in fysische en chemische eigenschappen. 5. Niet-metalen staan links in het PSE. 6. De groep van alkalimetalen bevindt zich naast die van aardalkalimetalen. 7. Het atoomnummer van een element kan afgeleid worden uit haar plaats in het PSE. 51 52 HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 1: Geef de naam van de volgende elementen 1. C 2. P 3. Ca 4. Ti 5. Si VRAAG 2: Geef het symbool voor de volgende elementen 1. Lithium 2. Chloor 3. Magnesium HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 3: Bepaal de molaire massa van de volgende stoffen A. Fe 2 O 3 B. BF 3 C. N 2 O VRAAG 4: Hoeveel mol zitten er in 1 g van de volgende stoffen? A. CH 3 OH B. NH 4 NO 3 VRAAG 5: Zoek de juiste coëfficiënten bij de reacties op p. 10 in de cursustekst 53 54 9

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding OVERZICHT INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE 1. Elementaire deeltjes 2. Elektronen in schillen 3. Ionbinding ionverbindingen 4. De covalente binding 5. Polaire covalente binding 6. Oxidatiegetal HOOFDSTUK 2: ATOOMBOUW EN CHEMISCHE BINDING 2 ELEMENTAIRE DEELTJES Vorige les: Atoomtheorie van Dalton Alle materie is opgebouwd uit atomen (kleine deeltjes) Atomen zijn ondeelbaar en onafbreekbaar Alle atomen van een gegeven element zijn identiek (grootte, massa, eigenschappen). Atomen van verschillende elementen hebben een andere massa en eigenschappen Tijdens een chemische reactie worden atomen niet gevormd, vernietigd of omgezet in andere types atomen (atomen zijn onveranderlijk), maar treedt er een hergroepering van atomen op Verbindingen worden gevormd door de combinatie van gehele aantallen atomen van verschillende elementen. Dezelfde elementen kunnen meer dan één verbinding vormen ELEMENTAIRE DEELTJES Vorige les: Kritiek op atoomtheorie van Dalton Atomen zijn niet de kleinste deeltjes (bv. protonen, elektronen, neutronen, ) Atomen zijn veranderlijk: bepaalde atomen kunnen in andere atomen omgezet worden door radioactieve ontbinding (vb. uranium) Atomen zijn wel deelbaar (kernsplijting) Atomen blijven niet behouden: bepaalde atomen kunnen vernietigd worden met vrijstelling van energie in kernreacties Atomen van eenzelfde element zijn niet altijd identiek in massa aangezien er isotopen bestaan Kernfysica: atoomtheorie van Dalton is onbruikbaar Gewone scheikunde: atoomtheorie van Dalton grotendeels bruikbaar 3 4 ELEMENTAIRE DEELTJES Bouwstenen van een atoom Protonen p + Neutronen n 0 Elektronen e - ELEMENTAIRE DEELTJES Symbool e - p + n 0 Atoommassa [u] 0 1 1 Lading -1 +1 0 5 6 1

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding ELEMENTAIRE DEELTJES Atoom is neutraal Aantal elektronen = aantal protonen Alle atomen van een element hebben hetzelfde aantal protonen in de kern Atoomnummer Z = aantal protonen in de kern van een atoom van dat element Kern bestaat uit protonen en neutronen Massagetal A = aantal protonen + neutronen in een atoom ELEMENTAIRE DEELTJES Voorbeeld X elementsymbool A massagetal Z atoomnummer Bereken het aantal elementaire deeltjes X elementsymbool A massagetal Z atoomnummer 7 8 ELEMENTAIRE DEELTJES: OEFENINGEN 1. Wat is het massagetal van een koper-atoom met 34 neutronen? 2. Hoeveel protonen, neutronen en elektronen zitten er in een 59 Ni-atoom? 3. Geef het massagetal van beryllium met 5 neutronen ELEKTRONEN IN SCHILLEN Theorie van Rutherford Elektronen bewegen rond de kern (positieve kern trekt negatieve elektronen aan) Baanbeweging Ze vallen niet op de kerndoor hun bewegingsenergie 4. Geef het complete symbool voor argon met 21 neutronen 9 10 ELEKTRONEN IN SCHILLEN Theorie van Bohr Elektronen in schillen (K, L, M, N, O, P, Q) Aantal elektronen per schil is beperkt tot 2 n 2 (n = schilnummer) K-schil n = 1 hoogstens 2 e - L-schil n = 2 8 e - M-schil n = 3 18 e - N-schil n = 4 32 e - In de volgende schillen voor bekende elementen maximaal slechts 32 e - ELEKTRONEN IN SCHILLEN Naast baanbeweging (rond de kern) is er ook tolbeweging van de elektronen rond hun eigen as (spin) 2 mogelijkheden: wijzerzin of tegenwijzerzin Aanduiding spin: of 11 Indien 2 e - ( en ) elkaar voldoende dicht naderen aantrekking die afstoting door 2 negatieve ladingen overstijgt doubletten of elektronenparen 12 2

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding ELEKTRONEN IN SCHILLEN ELEKTRONEN IN SCHILLEN: OEFENINGEN 1. Waar of niet waar? 1. Rutherford beweert dat elektronen zich slechts in 7 schillen bevinden. 2. Elektronen bewegen rond de kern van het atoom, die bestaat uit protonen en neutronen. 2. Ga na hoeveel elektronen volgende atomen hebben in de buitenste schil? Hoeveel van deze elektronen zijn ongepaard? (Tip: zie PSE) Na, Ca, Al, Mg, C, N, P, O, F, Ar Wat kan je hieruit besluiten? 13 14 VALENTIE-ELEKTRONEN VALENTIE-ELEKTRONEN Valentie-elektronen = elektronen uit de buitenste schil van een atoom Edelgassen 8 valentie-elektronen (m.u.v. He (2 e - ): stabiele octetconfiguratie of edelgasconfiguratie Atomen van andere elementen Minder dan 8 valentie-elektronen: streven naar edelgasconfiguratie door bindingen aan te gaan met andere atomen 15 VALENTIE-ELEKTRONEN Lewis weergave van valentie-elektronen Ongepaarde elektronen: punt Gepaarde elektronen: streepje VALENTIE-ELEKTRONEN: OEFENINGEN 1. Geef de Lewis-voorstelling voor volgende atomen Ca, Mg, C, N, F, Ar Eerst maximaal 4 ongepaarde elektronen, pas dan vorming van elektronenparen! 17 18 3

Opnemen van 1 e - 23 Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding IONBINDING IONVERBINDINGEN Edelgassen 8 valentie-elektronen (m.u.v. He (2 e - ): stabiele octetconfiguratie of edelgasconfiguratie tevreden, willen niet veranderen, i.e. willen niet chemisch reageren Atomen van andere elementen Minder dan 8 valentie-elektronen: streven naar edelgasconfiguratie door bindingen aan te gaan met andere atomen IONBINDING IONVERBINDINGEN Ion Als atoom één of meer e - afgeeft of opneemt niet meer neutraal ion Reden: streven naar edelgasconfiguratie Metalen: leegmaken van buitenste schil (afgeven van e - ) onderliggende schil wordt buitenste schil positieve ionen (kationen) Ionbinding Covalente binding Metaalbinding Streven naar configuratie van Ne Mg 2+ 19 Afgeven van 2 e - 20 IONBINDING IONVERBINDINGEN Ion Als atoom één of meer e - afgeeft of opneemt niet meer neutraal ion Reden: streven naar edelgasconfiguratie Metalen: leegmaken van buitenste schil (afgeven van e - ) onderliggende schil wordt buitenste schil positieve ionen (kationen) IONBINDING IONVERBINDINGEN Tweewaardig positief ion Driewaardig positief ion Positief éénwaardigion IONBINDING IONVERBINDINGEN Ion Als atoom één of meer e - afgeeft of opneemt niet meer neutraal ion Reden: streven naar edelgasconfiguratie Niet-metalen: aanvullen van buitenste schil (opnemen van e - ) negatieve ionen (anionen) IONBINDING IONVERBINDINGEN Ion Als atoom één of meer e - afgeeft of opneemt niet meer neutraal ion Reden: streven naar edelgasconfiguratie Niet-metalen: aanvullen van buitenste schil (opnemen van e - ) negatieve ionen (anionen) Streven naar configuratie van Ar Cl - 4

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding IONBINDING IONVERBINDINGEN IONBINDING IONVERBINDINGEN: OEFENINGEN 1. Welke ionen zullen de volgende 5 elementen vormen? O, Mg, Cl, Al, K 2. Van welk edelgas hebben de ionen in de vorige vraag de elektronenconfiguratie? 26 IONBINDING IONVERBINDINGEN Ion Sommige elementen kunnen verschillende ionen vormen (met een verschillende lading) Voorbeeld Fe 2+ ijzer(ii)-ion en Fe 3+ ijzer(iii)-ion Cu + koper(i)-ion en Cu 2+ koper(ii)-ion Monoatomisch anion = Stam van niet-metaal + -ide Monoatomisch kation = Naam van metaal + -ion Polyatomische ionen = groepen van atomen met een lading Voorbeeld NH + 4 ammonium-ion CO 2-3 carbonaat-ion SO 2-4 sulfaat-ion 27 Te kennen! 28 IONBINDING IONVERBINDINGEN Ionbinding Positieve ionen en negatieve ionen trekken elkaar aan ionbinding Na + Cl - Ionverbinding Verbinding waarin samenstellende deeltjes ionen zijn elektrontransferreactie Na + Cl - 29 IONBINDING IONVERBINDINGEN Ionverbinding is elektrisch neutraal Som van ladingen van kationen = som van ladingen van anionen Na + + Cl - NaCl 2 Na + + O 2- Na 2 O Naamgeving <Naam kation><naam anion> Na 2 O natriumoxide Indien meerdere ionen mogelijk van element, wordt lading in de naam vermeld FeCl 2 ijzer(ii)chloride Haakjes bij meer dan één polyatomisch anion 3 Ca 2+ + 2 PO 4 3- Ca 3 (PO 4 ) 2 Formule van een ion moet de ionlading dragen Na Na + 30 5

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding IONBINDING IONVERBINDINGEN Ionroosters dichte bolstapeling IONBINDING IONVERBINDINGEN: OEFENINGEN 1. Welke ionverbindingen worden gevormd door volgende ionen? Geef ook de volledige naam. 1. F - en Cu + 2. K + en OH - 3. ClO - en Zn 2+ 4. Fe 2+ en PO 3-4 5. Li + en HSO - 4 6. HSO 3- en Ag + 7. SO 2-3 en Al 3+ 8. NH 4+ en CO 2-3 9. Ca 2+ en I - 10. Fe 3+ en O 2-31 32 IONBINDING IONVERBINDINGEN: OEFENINGEN 2. Identificeer de samenstellende ionen en geef de naam van de ionen 1. NaF 2. Cu(NO 3 ) 2 3. Mg 3 (PO 4 ) 2 3. Geef de chemische formule van 1. Kaliumsulfide 2. Ammoniumfosfaat 3. Calciumhypochloriet COVALENTE BINDING Edelgassen 8 valentie-elektronen (m.u.v. He (2 e - ): stabiele octetconfiguratie of edelgasconfiguratie tevreden, willen niet veranderen, i.e. willen niet chemisch reageren Atomen van andere elementen Minder dan 8 valentie-elektronen: streven naar edelgasconfiguratie door bindingen aan te gaan met andere atomen Ionbinding Covalente binding Metaalbinding 33 34 COVALENTE BINDING Ionverbinding = uitwisselen van elektronen Vaak tussen metalen en niet-metalen Covalente binding = in gemeenschap stellen van elektronen COVALENTE BINDING Twee types Gewone covalente binding = gemeenschappelijk maken van een ongepaard elektron van één atoom en een ongepaard elektron met tegengestelde spin van het andere atoom Datief covalente binding = gemeenschappelijk maken van een elektronenpaar van het ene atoom (donor) met een ander atoom (acceptor) + Tussen atomen uit rechterbovenhoek van periodiek systeem onderling en tussen deze atomen met waterstof 35 36 6

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding COVALENTE BINDING Gewone covalente binding Covalenten binding in enkelvoudige verbindingen bestaan uit zelfde atomen Enkelvoudige binding Dubbele binding Drievoudige binding Covalente binding in samengestelde verbindingen bestaan uit verschillende atomen COVALENTE BINDING Gewone covalente binding Aantal covalente bindingen Elementen uit de 7 de hoofdgroep 1 ongepaard elektron 1 covalente binding Elementen uit de 6 de hoofdgroep 2 ongepaarde elektronen 2 covalente bindingen Elementen uit de 5 de hoofdgroep 3 ongepaarde elektronen 3 covalente bindingen Elementen uit de 4 de hoofdgroep 4 ongepaarde elektronen 4 covalente bindingen 37 38 COVALENTE BINDING Twee types Gewone covalente binding = gemeenschappelijk maken van een ongepaard elektron van één atoom en een ongepaard elektron met tegengestelde spin van het andere atoom COVALENTE BINDING: OEFENINGEN 1. Teken de volgende covalente verbindingen m.b.v. de Lewis-notatie O 2, F 2, N 2, HBr 2. Vul aan Bij een gewone covalente binding worden... in gemeenschap gesteld; bij een datief covalente binding zijn dit... Datief covalente binding = gemeenschappelijk maken van een elektronenpaar van het ene atoom (donor) met een ander atoom (acceptor) + 39 40 POLAIRE COVALENTE BINDING Gewone covalente binding tussen atomen van eenzelfde element Gelijke aantrekkingskracht op bindend elektronenpaar Bindend elektronenpaar ligt exact tussen beide atomen in Binding is apolair POLAIRE COVALENTE BINDING Elektronegativiteitswaarde ENW = maat voor de aantrekkingskracht van een bindend atoom om bindende elektronen naar zichzelf toe te trekken Onbenoemd getal tussen 0.7 en 4.1 F F Gewone covalente binding tussen atomen van verschillende elementen Ongelijke aantrekkingskracht op bindend elektronenpaar Verschuiving van bindend elektronenpaar naar atoom met grootste aantrekkingskracht voor elektronen δ Binding is polair + δ - Elektronegativiteitswaarde H δ+ Cl δ- 41 42 7

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding POLAIRE COVALENTE BINDING Voorbeeld en aanduiding HCl ENW(Cl)=2.83 ENW(H)=2.1 δ + Verschuiving naar Cl toe δ - POLAIRE COVALENTE BINDING Polair covalente binding bevindt zich tussen Ionbinding (uitwisseling van elektronen) Covalente binding (elektronenpaar zuiver gemeenschappelijk) Covalente binding F F Polair covalente binding δ + H δ+ F δ- Elektronenpaar wordt meer gelijkmatig gedeeld Binding wordt minder ionisch en meer covalent δ - Ionbinding + - Na + Cl - H δ+ Cl δ- 43 44 POLAIRE COVALENTE BINDING: OEFENINGEN 1. Waarom hebben edelgassen geen E.N.W.? 2. Vul aan: metalen zijn elektro-... en niet-metalen zijn elektro-... Waarom is dit zo? 3. Duid met behulp van de notatie met δ aan waar de polariteit ligt van volgende bindingen HBr, O 2 OXIDATIEGETAL Oxidatie van een atoom = verwijdering van elektronen uit het atoom Reductie van een atoom = opname van elektronen door het atoom Oxidatiegetal of trap van een atoom = lading die het atoom zou hebben als alle bindingen zuiver ionisch zouden zijn (als elektronenparen in elke binding zouden worden overgedragen naar het meer elektronegatieve atoom) = (aantal elektronen dat uit een atoom verwijderd zou worden (positief) of aantal elektronen dat aan een atoom toegevoegd zou worden (negatief)) Schrijfwijze Ladingen van ionen: getal + teken Oxidatiegetallen: teken + getal O.T. van Cu 2+ is +2 of +II 45 46 OXIDATIEGETAL = elektrische lading die een atoom heeft of schijnbaar heeft volgens onderstaande richtlijnen OXIDATIEGETAL: OEFENINGEN 1. Bepaal het oxidatiegetal van het onderlijnde element Al 2 O 3 De algebraïsche som van de O.T. in een neutrale verbinding is 0, in een polyatomisch ion gelijk aan de lading van het ion Voor ionen bestaande uit één enkel atoom is het O.T. gelijk aan de lading van het ion Elk atoom in elementaire toestand heeft een O.T. = 0 (H 2, Na) O.T. van H is +I (tenzij 0) in de meeste verbindingen O.T. van O is II (tenzij 0) in de meeste verbindingen O.T. van alkalimetalen is +I (tenzij 0), aardalkalimetalen +II (tenzij 0) H 2 SO 4 HClO 3 PO 4 3- Ca Fe 2+ 47 48 8

Introductiecursus Bouwchemie: Atoombouw en chemische binding HERHALINGSOEFENINGEN HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 1: Geef het massagetal van volgende atomen A. Titanium met 26 neutronen B. Gallium met 39 neutronen VRAAG 4: Geef de formule van Waterstofnitraat Koper(I)sulfiet VRAAG 2: Hoeveel elektronen, protonen en neutronen zitten er in een atoom A. 40 Ca B. 119 Sn C. 244 Pu VRAAG 5: Geef de naam van (NH 4 ) 2 CO 3 Mg(NO 2 ) 2 VRAAG 3: Geef het aantal valentie-elektronen voor Ba, As en Br. Teken de Lewis formule voor elk element. 49 50 HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 6: Welk van onderstaande formules is niet correct? KCl HERHALINGSOEFENING VRAAG 7: Vul onderstaande tabel in MgCl 2 CuSO 4 Ba +2 O -2 CaS ZnBr 2 AgBr 2 Al 2 (SO 4 ) 3 BaOH 2 Na + Ca 2+ nitraat sulfaat chloride Fe 3+ 51 52 HERHALINGSOEFENING VRAAG 8: Bepaal de O.T. van het onderlijnde element MnO 4 - CO 3 2- Cr 2 O 7 2- ClO 4 - Fe Fe 2 O 3 H 3 PO 4 NO 2 + 53 9

Introductiecursus Bouwchemie: Stoichiometrie OVERZICHT INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE 1. Basisgrootheden en eenheden 2. Berekening van het aantal mol 3. Berekening in niet-normale omstandigheden 4. Oplossingen 5. Berekeningen met reactievergelijkingen Hoofdstuk 3: oefeningen HOOFDSTUK 3: STOICHIOMETRIE 1 2 BASISGROOTHEDEN EN EENHEDEN Herhaling Massa Atoomniveau Absolute atoommassa m [kg], [g] of [u] Relatieve atoommassa A r Geen eenheden Opzoeken in tabellen Moleculeniveau Absolute moleculemassa m [kg], [g], [u] Relatieve moleculemassa M r Geen eenheden Optellen van absolute en relatieve atoommassa's Mol u = 1,67.10-27 kg 1 mol = 6,02 x 10 23 deeltjes (Getal van Avogadro N A ) Molaire massa M BASISGROOTHEDEN EN EENHEDEN: OEFENINGEN 1. Vul volgende tabel aan Grootheid Symbool Eenheden HCl NH 4 + Absolute deeltjesmassa m kg, g of u...?...? Relatieve deeltjesmassa Ar, Mr -...?...? Molaire massa M g/mol...?...? Tip: voor ionmassa s neemt men de atoommassa s van de aanwezige atomen en houdt geen rekening met de afgestane of opgenomen elektronen, omdat hun massa toch verwaarloosbaar is 1 mol gas bij 0 C en 1,013 x 10 5 Pa 22,42 l = 0,02242 m³ 3 4 BEREKENING VAN HET AANTAL MOL Delen van massa door de molaire massa BEREKENING VAN HET AANTAL MOL: OEFENINGEN 1. Vul volgende formules aan n = = m [g] M [ ] Delen van volume (gassen) door molvolume (22,42 l/mol onder n.o.) n = = V [ ] V M [ ] Delen van het aantal deeltjes door het molgetal (6,02.10 23 deeltjes/mol) 2. Hoeveel mol is 100 g NaCl? 3. Hoeveel mol is 6 l O 2 onder normale omstandigheden? 4. Hoeveel mol is 20.10 20 moleculen water? n = N [ ] = N A [ ] 5 6 1

Introductiecursus Bouwchemie: Stoichiometrie BEREKENINGEN IN NIET-NORMALE OMSTANDIGHEDEN Normale omstandigheden Temperatuur: 0 C (273.15 K) Druk: 101300 Pa 1 mol gas 22,42 l Niet-normale omstandigheden: gaswet of p. V n. R. T BEREKENINGEN IN NIET-NORMALE OMSTANDIGHEDEN: OEFENINGEN 1. Hoeveel m³ is 10 l? 2. Hoeveel K is 20 C? 3. Hoeveel Pa is 2 bar? 4. Wat is het volume van 1 mol O 2 bij 0 C en 101300 Pa? 5. Is het volume van 1 mol O 2 bij 20 C en 2 bar kleiner of groter dan dit uit oefening 4? 6. Leid de waarde van de gasconstante af uit het feit dat je weet dat 1 mol gas bij 0 C en 1 bar 22,42 l inneemt. n: aantal mol R: universele gasconstante 8,31 J/mol.K T: temperatuur (Kelvin) T [K] = T [ C] + 273,15 V: volume (m³) V [m³] = V [l] / 1000 p: druk (Pa) p [Pa] = p [bar] x 101300 7 8 BEREKENINGEN IN NIET-NORMALE OMSTANDIGHEDEN: OEFENINGEN 7. Waar of niet waar? 1. Bij stijgende temperatuur en gelijkblijvende druk krimpt een gas in volume. 2. Bij stijgende druk en gelijkblijvende temperatuur neemt een gas minder volume in. 3. Wanneer een gas bij gelijkblijvende druk compacter gemaakt wordt, neemt de temperatuur van het gas toe. BEREKENINGEN MET REACTIEVERGELIJKINGEN Reactievergelijking Verhouding waarin de deeltjes met elkaar reageren of gevormd worden Voorbeeld Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 Hoeveel g HCl is er nodig om 5 g zink volledig te laten weg reageren? 9 12 BEREKENINGEN MET REACTIEVERGELIJKINGEN: OEFENINGEN HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 1: Wat is de massa in g van 2.5 mol aluminium? 1. Bereken hoeveel g koolstof (C) en zuurstof (O 2 ) er nodig is om 44 g CO 2 te vormen. Tip: bepaal eerst de reactievergelijking en vervolgens met hoeveel mol 44 g CO 2 overeenstemt VRAAG 2: Hoeveel mol zit er in 454 g zwavel? VRAAG 3: Wat is de massa in g van 1. 5 mol O 2 2. 2 mol NaOH 3. 3 mol NO 2 14 15 2

Introductiecursus Bouwchemie: Stoichiometrie HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 3: Hoeveelheid stof Een regendrup bevat ongeveer 0.05 g water en dus Hoeveel moleculen water? Hoeveel atomen O? HERHALINGSOEFENINGEN Los de volgende oefeningen op op p. 32 van de cursus Begin met 1, 3, 7, 9, 13, 14, 15, 16 VRAAG 4: Hoeveelheid stof Vinylchloride CH 2 CHCl vormt de basis van verschillende belangrijke plastics (PVC) en vezels A. Bepaal de molaire massa B. Hoeveel g koolstof zitten er in 454 g vinylchloride? 16 17 3

Introductiecursus Bouwchemie: Chemische functies OVERZICHT INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE 1. De zuren 2. De basen 3. De zouten 4. De oxiden HOOFDSTUK 4: CHEMISCHE FUNCTIES 2 ZUREN Zuren bevatten waterstof en vormen in water H + -ionen Voorbeelden HCl H + + Cl - HNO 3 H + + NO - 3 H 2 SO 4 2 H + + SO 2-4 ZUREN Eigenschappen en toepassingen in bouw Reageren met indicatoren bepaalde kleur kunnen zo gedetecteerd worden lakmoes fenolftaleïne Tasten sommige metalen aan (i.e. reageren ermee) Mg + 2 HCl MgCl 2 + H 2 3 4 ZUREN Eigenschappen en toepassingen in bouw HCl tast cementverbindingen aan mortelresten verwijderen BASEN Basen bevatten meestal hydroxide-ion(en) en vormen in water OH - -ionen Voorbeelden NaOH Na + + OH - KOH K + + OH - Zuren tasten CaCO 3 (o.a. in marmer en kalkzandsteen) aan NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH - (opm.: NH 3 bevat geen OH -, maar maakt dit wel vrij in water) 5 6 1

Introductiecursus Bouwchemie: Chemische functies BASEN Eigenschappen en toepassingen in bouw Reageren met indicatoren bepaalde kleur kunnen zo gedetecteerd worden ZOUTEN Bij zouten wordt de waterstof van de zuren vervangen door een metaal Voorbeelden NaCl K 2 SO 4 lakmoes Lossen vetten op zepen Logen van hout fenolftaleïne Vorming van zouten zuur + base zout + H 2 O HCl + NaOH NaCl + H 2 O zuur + metaal zout + H 2 Toepassingen in de bouw 2 HCl + Zn ZnCl 2 + H 2 Gips (CaSO 4 ) Hoofdbestanddeel van marmer en kalkzandsteen (CaCO 3 ) 7 8 OXIDEN Oxiden zijn binaire zuurstofverbindingen Binair = twee atoomsoorten, waarvan één dus O Voorbeelden CaO: calciumoxide (ongebluste kalk) CO 2 : koolstofdioxide CO: koolstofmonoxide Eigenschappen Metaaloxiden + water base Voorbeeld: blussen van ongebluste kalk CaO + H 2 O Ca(OH) 2 HOOFDSTUK 4: OEFENINGEN 1. Waar of niet waar? 1. Zuren kunnen metalen aantasten. 2. Zuren reageren met vetten tot zepen. 3. Een zout kan met een zuur reageren tot een base. 4. Metaaloxiden vormen samen met water basen; dit komt doordat metaalionen positief geladen zijn en de hydroxide-groep van een base negatief geladen. 2. Schrijf de reactie tussen diwaterstofsulfaat en calciumhydroxide Niet-metaaloxiden + water zuur Voorbeeld: SO 2... H 2 SO 4 (zure regen) 9 10 2

Introductiecursus Bouwchemie: Organische chemie OVERZICHT INTRODUCTIECURSUS BOUWCHEMIE 1. Structuur van het koolstofatoom 2. Isomerie 3. De verzadigde koolwaterstoffen of alkanen 4. De alkenen 5. De alkynen 6. De alcoholen 7. Alkanalen en alkanonen, of aldehyden en ketonen HOOFDSTUK 5: ORGANISCHE CHEMIE 2 STRUCTUUR VAN KOOLSTOFATOOM Koolstof heeft 4 ongepaarde elektronen in buitenste schil STRUCTUUR VAN KOOLSTOFATOOM Meest eenvoudige structuren Covalente bindingen van C en H koolwaterstoffen C zal zich omringen door 4 covalente bindingen met andere C s met O, N, halogeen (groep VIIa, bijv. Cl), S,... C s kunnen onderling ook dubbele en zelfs driedubbele bindingen hebben Organische chemie 4 bindingsstreepjes in structuurformules! 3 4 STRUCTUUR VAN KOOLSTOFATOOM: OEFENINGEN 1. Op het C-atoom worden, naast H-atomen, soms ook O-, N-, S- of halogeen-atomen gebonden. Geef de Lewis-notatievoor deze atomen en geef aan door hoeveel bindingsstreepjes zij omringd moeten worden. O, N, S, Cl 2. Waarom is de binding tussen 2 koolstofatomen zuiver covalent? CHEMISCHE FORMULES Moleculaire formule Gecondenseerde structuurformule Structuurformules Stereo projectie Moleculair model 5 6 1

Introductiecursus Bouwchemie: Organische chemie CHEMISCHE FORMULES: OEFENINGEN 1. Geef de structuurformule van CH 4 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 OH ISOMERIE Anorganische scheikunde Meestal eenvoudige moleculaire structuur Chemische formule geeft Atoomsoorten Onderlinge verhouding Geen aanduidingen over de manier waarop en volgorde waarin de atomen onderling gebonden zijn Voorbeeld NaCl H 2 SO 4 Organische scheikunde Vaak zelfde moleculaire formule voor verschillende stoffen met totaal verschillende eigenschappen 7 8 ISOMERIE CHEMISCHE FORMULES Voorbeeld: C 2 H 6 O Moleculaire formule Dimethylether CH 3 - O - CH 3 Gas Behoort tot dezelfde reeks stoffen als het farmaceutische ontsmettingsmiddel "ether" Gecondenseerde structuurformule Structuurformules Ethanol Vloeistof Alcohol in dranken CH 3 - CH 2 - OH Stereo projectie Isomerie = stoffen met dezelfde moleculaire formule maar verschillende structuurformule 9 Moleculair model 11 ISOMERIE: OEFENINGEN 1. Waar of niet waar? 1. Met moleculaire formules alleen kun je in de organische scheikunde niet altijd op eenduidige wijze een stof bepalen. 2. De moleculeformule C 3 H 8 kan met behulp van verschillende structuurformules worden getekend: isomerie is van toepassing. VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN = verbindingen, die uitsluitend C en H bevatten, terwijl de molecule geen waterstofatomen meer kan opnemen en dus verzadigd is met waterstof Enkel C en H Enkel enkelvoudige bindingen 2. Bepaal het aantal structuurisomeren van C 5 H 12 en teken de structuurformules ervan. C n H 2n+2 Niet-vertakt of vertakt 12 13 2

Introductiecursus Bouwchemie: Organische chemie VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN Naamgeving bij niet vertakte ketens Naamgeving bij niet vertakte ketens n = 1 CH 4 methaan n = 5 C 5 H 12 pentaan 6 C 6 H 14 hexaan 2 C 2 H 6 ethaan 7 C 7 H 16 heptaan 3 C 3 H 8 propaan 8 C 8 H 18 octaan 9 C 9 H 20 nonaan 4 C 4 H 10 butaan 10 C 10 H 22 decaan Te kennen! 14 Te kennen! 15 VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN Alkylgroepen Normale ketens = atoomgroepen, die 1 waterstofatoom minder bevatten dan de alkanen C n H 2n+1 - Naamgeving Algemene naam: alkyl Uitgang -aan vervangen door -yl Voorbeelden CH 3 - C 2 H 5 - methyl- ethyl- Vertakte koolstofketens De alkylgroepen kunnen nooit zelfstandig bestaan, komen alleen voor in een verbinding 16 17 VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN Geen isomerie bij VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN Wel isomerie bij andere alkanen CH 4 methaan C 4 H 10 C 2 H 6 ethaan C 3 H 8 propaan 18 Butaan Kookpunt: 0,6 C Methylpropaan Kookpunt: 19-10,2 C 19 3

Introductiecursus Bouwchemie: Organische chemie VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN Naamgeving bij vertakte ketens Hoofdketen Langste normale keten, die in de molecule voorkomt Naam is hiervan afgeleid Koolstofatomen van deze keten worden genummerd VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN: OEFENINGEN 1. Wat is de naam van volgende stoffen? Zijketen Plaats van zijketen wordt aangeven door het laagste nummer van het koolstofatoom in de hoofdketen, waaraan de zijketen verbonden is 2-methylpentaan 20 21 VERZADIGDE KOOLWATERSTOFFEN OF ALKANEN: OEFENINGEN 2. Waarom? Waarom komen alkylgroepen nooit zelfstandig voor? Waarom gebruik je voor methylbutaan geen nummering om aan te duiden waar de methylgroep zich bevindt? 3. Teken de structuurformule van volgende stoffen 3 methylpentaan 2,2,4 trimethylheptaan ALKENEN = bevatten een dubbele C-C-binding (onverzadigd) C n H 2n Naamgeving Afgeleid van alkanen: -aan vervangen door -een n = 2 C 2 H 4 CH 2 = CH 2 etheen n = 3 C 3 H 6 CH 3 - CH = CH 2 propeen 22 23 ALKENEN 2 mogelijkheden tot isomerie Door de plaats van de dubbele binding CH 2 = CH - CH 2 - CH 3 CH 3 - CH = CH - CH 3 1 buteen 2 buteen Door vertakkingen ALKENEN Toepassingen en eigenschappen Polymerisatie aan elkaar rijgen van monomeren: dubbele binding van monomeer valt hierbij uit elkaar n A A n n monomeren polymeer Voorbeeld Etheen Na polymerisatie PE (polyetheen of polyethyleen) CH 3 - CH = CH - CH 3 2 buteen 2 methylpropeen Dubbele binding krijgt voorrang bij keuze van nummering: dubbele binding krijgt kleinste getal en langste keten moet dubbele binding bevatten 24 CH 2 = CH 2 + CH 2 = CH 2 + CH 2 = CH 2 + CH 2 - CH 2 CH 2 - CH 2 - CH 2 of - [ CH 2 CH 2 ] n - 25 4

Introductiecursus Bouwchemie: Organische chemie ALKENEN: OEFENINGEN 1. Waarom gebruik je voor propeen geen nummering om aan te duiden waar de dubbele binding zich bevindt? ALKENEN 4. Geef de naam van volgende molecule 2. Vanaf welke alkeen is dit wel noodzakelijk? 3. Teken de structuurformules van de volgende stoffen 2-penteen 2-methyl-2-buteen 5. Stellen onderstaande formules dezelfde stoffen voor? Welke? 26 27 ALKYNEN = bevatten een drievoudige C-C-binding C n H 2n-2 ALCOHOLEN = alkanen waarbij 1 (of meerdere) waterstoffen vervangen zijn door een - OH groep C n H 2n+1 - OH Naamgeving Afgeleid van alkanen: -aan vervangen door -yn n = 2 C 2 H 2 ethyn n = 3 C 3 H 4 propyn Isomerie mogelijk door Plaats van de drievoudige binding Vertakkingen CH 3 OH CH 3 - CH 2 OH methanol ethanol 28 29 ALCOHOLEN Isomerie mogelijk door Door de plaats van de OH - groep CH 3 - CH 2 - CH 2 - OH 1-propanol CH 3 CHOH - CH 3 2-propanol ALCOHOLEN: OEFENINGEN 1. Welke van de volgende alcoholen is giftig en welke is drinkbaar: methanol en ethanol? Schrijf de structuurformules 2. Geef de structuurformules van volgende stoffen: 1. 2-butanol 2. 3-methyl-2-butanol 3. Waarom is 3-ethyl-2-butanol geen correcte naam? Hoe heet deze stof dan wel? Door de plaats van de vertakking OH-groep krijgt voorrang bij keuze van nummering : Langste keten moet OH-groep bevatten en OH-groep krijgt kleinste getal 30 31 5

Introductiecursus Bouwchemie: Organische chemie ALDEHYDEN (ALKANALEN) Aldehyde groep KETONEN (ALKANONEN) Carbonyl groep C=O C-O dubbele binding Midden in de keten R R Naamgeving Naam van overeenkomstige alkaan met uitgang al Naamgeving Naam van overeenkomstige alkaan met uitgang -on H - CO - H methanal (formaldehyde) CH 3 - CO - CH 3 propanon of aceton CH 3 - CO - H ethanal (acetaldehyde) CH 3 - CO - CH 2 - CH 3 butanon 32 33 HERHALINGSOEFENINGEN HERHALINGSOEFENINGEN VRAAG 1: Teken de structuurformule van volgende stoffen: 3 ethyl 2,2,5 trimethylheptaan 4 ethyl 5 methyl 2 hexyn 4,4 dimethyl2 pentanol VRAAG 4: Welke stoffen worden voorgesteld? A VRAAG 2: Welke alcoholen beantwoorden aan de formule: C 4 H 9 OH? C VRAAG 3: Geef de naam van alle structuurisomeren van het alkeen C 5 H 10 en teken de structuurformules. B D 34 35 6