Hoofdstuk 1 Moleculaire stoffen THEORIE Niet metaal—Niet metaal

Materie Alle stof(fen) die wij om ons heen zien is sterrenstof. In het heelal is uit energie waterstofgas ontstaan. Vanuit het waterstofgas is alle andere materie(stof) ontstaan. Waterstofgas is het gas dat in de waterstofballon zit.

Deze waterstof vormt grote waterstofwolken in het heelal Waterstofgas is opgebouwd uit het element waterstof en is een moleculaire stof

Bouw van de materie Een zuivere stof bestaat uit een groot aantal identieke bouwstenen. Deze bouwstenen worden moleculen genoemd. Een molecuul is de kleinste bouwsteen van een stof dat nog de eigenschappen van die stof bezit

Zuivere stoffen Scheikundigen bedoelen met een zuivere stof 1 stof Als we dus spreken over water, bedoelen we zuiver water, dus 1 stof. Dit is iets anders dan drinkwater of “zuiver bronwater” : zijn meerdere stoffen mineralen+water+andere stoffen

Stoffenmoleculen Om te kunnen verklaren dat stoffen bepaalde stofeigenschappen hebben gebruiken we een modelvoorstelling De molecuultheorie: stoffen bestaan uit een heleboel super kleine deeltjes van dezelfde soort Deze deeltjes noemen we moleculen Definitie: Een molecuul is het kleinste deeltje van een stof dat nog de eigenschappen heeft van die stof

Onderdeel 1: Molecuulformules Uitleg moleculen Opgebouwd uit atomen Verschillende atomen (verbinding)  ontleedbaar Dezelfde atomen (element) niet-ontleedbaar Aantal atomen zeer belangrijk Index en coëfficiënt De bouwstenen van de moleculen zijn de atomen. Van deze atomen zijn er zo’n 100 soorten. Deze staan in het Periodiek Systeem. Je hoeft niet van alle soorten de afkorting te kennen. Wel is het handige om de belangrijkste uit je hooft te kennen (H, C, O, N, S, P, Cl, Ag, Na enz…) Je kunt deze eventueel opzoeken in Binas. Wanneer de moleculen van een stof bestaan uit verschillende soorten atomen is deze stof ontleedbaar. Wanneer de moleculen van een stof bestaan uit dezelfde atoomsoort, dan is deze stof niet-ontleedbaar. Voorbeelden van deze stoffen zijn: Zuurstof, Broom, Chloor, Stiktof, Natrium enz. Het aantal atomen in een molecuul is heel belangrijk. Een molecuul met een ander aantal atomen is ook een andere stof. De begrippen index en Coëfficiënt komen aan de orde bij de uitleg. De index is het aantal moleculen. Dit getal staat voor de molecuulformule. De coëfficiënt is het aantal atomen in een molecuul. Dit getal ‘hangt onder’ het symbool. (zie voorbeeld dia 7) Onderdeel 1: Molecuulformules

Molecuul modellen Staafmodel CH4 overzichtelijk Skeletmodel CH4 niet werkelijkheid Skeletmodel CH4 Compactmodel CH4 werkelijkheid

Structuurformule/molecuulformule H2O Opmerking: let erop dat de getallen kleiner zijn dan de Hoofdletters en dat ze onderaan staan FOUT is: H2O of H2O CH4

Kleur atoommodel Tabel: kleur van model per atoomsoort Atoommodel Naam atoomsoort Wit Waterstof H Zwart Koolstof C Rood Zuurstof O Geel Zwavel S Groen Chloor Cl

Covalente binding/atoombinding Elementen Co-valentie = aantal bindingen dat een atoom moet hebben H , F, I, Cl , Br 1 O 2 N 3 C 4 Uitzondering S 2, 4, 6

Moleculen bouwen Met de voorgaande tabel kun je moleculen bouwen Indien een atoom covalentie 4 heeft heeft hij 4 bindingen, voorbeeld C atoom Zuurstof heeft covalentie 2, 2 bindingen

Onderdeel 1: Molecuulformules Koolstofdioxide Drie Koolstofdioxide-moleculen Verbinding zuurstof en waterstof CO2 (g) (molecuulformule) Één atoom koolstof en twee atomen zuurstof In moleculaire stoffen (verbindingen zonder metalen!) komen de voglende ‘getallen’ voor. Deze staan altijd vóór het element. En geven aan hoeveel atomen van een bepaald atoomsoort in het molecuul zitten. Deze moet je uit je hoofd kennen. Mono = 1 Di = 2 Tri = 3 Terta = 4 Penta = 5 Zie ook voorbeeld dia 10 3 CO2 coëfficiënt Index Onderdeel 1: Molecuulformules

Onderdeel 1: Molecuulformules Watermoleculen Vier Water moleculen Compact model Verbinding waterstof en zuurstof atomen H2O (l) (molecuulformule) Twee atomen waterstof en één atoom zuurstof Hoe weet je nou in welke volgorde je de symbolen moet zetten? Dit is in ieder geval géén alfabetische volgorde. Het is vooral een kwestie van ervaring en inzicht. Een mogelijk hulpmiddel van zijn: Volgorde van elementen in een molecuulformule: Metalen C H N S O Deze bovenstaande 6 omvatten verreweg de meeste moleculen. Voor alle andere moleculen zul je moeten vertrouwen op inzicht. De coëfficient is het getal dat voor de molecuulformule staat. Het getal geeft weer in welke verhouding de stoffen met elkaar reageren. De index geeft weer hoeveel atomen van één soort het molecuul bevat. 4 H2O Geen index coëfficient Index Onderdeel 1: Molecuulformules

Onderdeel 1: Molecuulformules Molecuul methaan Een molecuul methaan (hoofdbestanddeel aardgas) Verbinding van koolstof en waterstof CH4(g) (molecuulformule) Één atoom koolstof en 4 atomen waterstof De formules van methaan moet je uit je hoofd kennen. CH4 Coëfficient=1 Index Onderdeel 1: Molecuulformules

Molecuul Ethaan C2H6 = molecuulformule Bestaat uit 2 C-atomen en 6 H-atomen Skeletmodel Ethaan Structuurformule Ethaan

Etheen Molecuulformule etheen C2H4(g) 3 moleculen etheen Skeletmodel

4 C2H5OH (l) Ethanol moleculen Ethanol:Verbinding van Waterstof (witte bolletjes) Koolstof (zwarte bolletjes) Zuurstof (rode bolletjes) 4 C2H6O betekent hier dat er vier alcohol moleculen zijn. Elk molecuul bevat twee atomen kooltof (C), zes atomen waterstof (H) en één atoom zuurstfof (O). Om moleculen weer te geven in plaatjes of medellen bestaan Er zijn zeer veel verschillende modellen. Dit zijn allemaal voorstellingen van de werkelijkheid. Er zijn altijd echt altijd dingen die niet werkelijk zo ook zijn. Atomen hebben bijvoorbeeld géén kleur. Het plaatje dat je hier ziet is een bekend model. In de volgende dia zie je nog andere mogelijk modellen. 4 C2H5OH (l)

A Ontleedbare stoffen Moleculen (verbindingen) die bestaan uit 2 of meer atoomsoorten Voorbeelden Water (H2O) Alcohol (C2H5OH) Koolstofdioxide (CO2) Methaan (CH4)

Enkele ontleedbare stoffen molecuulformules+naam CH4 Methaan H2SO4 zwavelzuur C2H6 Ethaan H3PO4 fosforzuur C2H4 Etheen HNO3 salpeterzuur NH3 Ammoniak HCl (g) Waterstofchloride CO (g) Koolstofmonooxide HCl (aq) Zoutzuur CO2 (g) Koolstofdioxide SO2 (g) zwaveldioxide NO2 (g) Stikstofdioxide H2O Water C2H5OH(l) Ethanol C18H36O2 Kaarsvet C6H12O6 (s) Glucose H2O2 waterstofperoxide Leer deze uit je hoofd! Leren van FormuleNaam NaamFormule

B Niet ontleedbare stoffen (elementen) Bestaan uit 1 atoomsoort (enkel) Alle elementen uit het periodiek systeem behoren hiertoe Vb Fe = ijzer Au=goud Al = aluminium Vb Edelgassen o.a. He= helium Ar=argon Bestaan uit 1 atoomsoort maar dan dubbel Alle stoffen in het rijtje van Fientje F2, CL2,…zie tabel volgende dia O3=ozon ; P4=fosfor molecuul ; S8 = zwavelmolecuul

Elementen metalen Naam Symbool Aluminium Al Magnesium Mg Barium Ba Mangaan Mn Calcium Ca Natrium Na Chroom Cr Nikkel Ni Goud Au Platina Pt Kalium K Radium Ra Kobalt Co Tin Sn Koper Cu Titaan Ti Kwik Hg Uraan U ijzer Fe Zilver Ag Zink Zn Cadmium Cd Lood Pb Wolfraam W Leer deze uit je hoofd!!!

Elementen Niet metalen Naam Symbool Argon Ar Koolstof C Broom Br Neon Ne Chloor Cl Silicium Si Fluor F Stikstof N Fosfor P Waterstof H Helium He Zuurstof O Radon Rn Xenon Xe Krypton Kr Jood I Zwavel S Leer deze uit je hoofd!!!

Elementen met dubbele atomen Rijtje van Fientje Molecuulformule Fluor(g) F2 Fientje Chloor(g) Cl2 Cliederde Broom(g) Br2 Bruine Jood(g) I2 Inkt Zuurstof(g) O2 Op Waterstof(g) H2 Haar Stikstof(g) N2 Neus

INDELING STOFFEN De meeste stoffen worden ingedeeld in één van onderstaande groepen: I Moleculaire stoffen II Zouten III Koolwaterstoffen IV Metalen

Niet metaal-Niet metaal Moleculen bestaan uit atomen. Een molecuul is een groep niet-metaalatomen die bij elkaar horen. Moleculen zijn ongeladen deeltjes Daardoor kunnen ze geen elektriciteit geleiden Moleculen vormen samen stoffen; Iedere stof bestaat uit zijn eigen molecuul soort. De moleculen van een soort zijn aan elkaar gelijk en dus identiek.

Moleculaire stoffen Atomen hetzelfde element Atomen verschillend verbinding

Eigenschappen moleculaire stoffen Moleculaire stoffen geleiden geen elektrische stroom. Dat komt omdat ze uit ongeladen deeltjes bestaan. Ongeladen deeltjes kunnen geen stroom geleiden

Naamgeving Moleculaire stoffen Het aantal atomen ( de index) bepaalt de naamgeving van moleculaire stoffen. Die indexen geven we aan met voorvoegsels Deze voorvoegsels staan op de volgende dia

Voorvoegsels in namen van moleculaire stoffen Index Voorvoegsel 1 mono 5 tetra 2 di 6 hexa 3 tri 7 hepta 4 8 octa penta 9 nona Leer deze uit je hoofd!!!

Naamgeving moleculaire stoffen Formule Naam Covalentie H hydride 1 O oxide 2 F fluoride S sulfide Cl chloride P fosfide 3 Br bromide N nitride I jodide As arsenide C carbide 4 Sb antimonide Si silicide

Naamgeving voorbeeld 1 Systematische naam H2O2 Index H-atoom: 2  di Index O-atoom: 2  di De naam wordt dan diwaterstofdioxide

Naamgeving voorbeeld 2 Systematische naam P2O5 Index P-atoom: 2  di Index O-atoom: 5  penta De naam wordt dan difosforpentaoxide

Naamgeving voorbeeld 2 As2O3 As = niet-metaal O = niet-metaal Index As = 2  di Index O = 3  tri Naam: diarseentrioxide

Voorbeelden naamgeving links rechts en rechts links kennen Systematische naam Molecuulformule Diwaterstofmonooxide H2O Monozwaveltrioxide SO3 Monostikstoftrioxide NO3 Dichloorpentaoxide P2O5 Waterstofchloride HCl Monofosfortrijodide PI3 Difosforpentaoxide Dibroomtrioxide Br2O3 Monozwaveldioxide SO2 Diarseentrioxide As2O3 Mono siliciumtetrajodide SiI4 Monofosforpentachloride PCl5 Monokoolstofdioxide CO2 Dichloormonooxide Cl2O

Voorbeelden naamgeving links rechts en rechts links kennen Systematische naam Molecuulformule Diarseenpentaoxide As2O5 Distikstofpentaoxide N2O5 Monofosfortrijodide PI3 Monosiliciumtetrachloride SiCl4 Tetrafosforhexaoxide P4O6 Diwaterstofsulfide H2S Monozwaveltetrafluoride SF4

Elementen(atoomsoorten) Moleculen zijn weer opgebouwd uit basisgrondstoffenelementen Op dit moment zijn er ongeveer 110 elementen(atoomsoorten) bekend. Enkele bekende elementen zijn ijzer, aluminium, zilver, goud,lood,zuurstof, stikstof, waterstof. De elementen staan gerangschikt in het periodiek systeem der elementen

Hydrofiel Lossen alle moleculaire stoffen op in water? Moleculaire stoffen die goed oplossen in water noemen we hydrofiel. Hydrofiel = waterlievend

Hydrofiel Het blijkt dat het type bindingen die in een molecuul zitten invloed hebben of de stof oplost in water. Als een stof veel O-H en N-H bindingen bevat lost de stof goed op in water. Deze bindingen zijn hydrofiel.

Hydrofiel Glycerol is hydrofiel omdat het veel O-H bindingen bevat Ethanol is hydrofiel door de “dominante” O-H groep

Hydrofoob Als een stof voornamelijk C-C en C-H bindingen bevat lost de stof niet goed op in water. Deze bindingen zijn hydrofoob. Pentaan is een hydrofobe stof

Hydrofoob Octanol is ook een hydrofobe stof omdat er veel C-C en C-H bindingen inzitten De invloed van de hydrofiele O-H groep is hier klein!

Oplosbaarheid De oplosbaarheid van een stof geeft aan hoeveel gram stof maximaal kan oplossen in 100 gram water. (soms ook 1000 gram water) De oplosbaarheid van een stof is temperatuur afhankelijk! Oplosbaarheid is een stofeigenschap

Onverzadigd/Verzadigd Bij elke temperatuur kan slechts een bepaalde hoeveelheid van een stof oplossen in 100 gram water. Voeg je minder dan deze hoeveelheid toe dan is de oplossing onverzadigd. Er kan nog wat bij! Doe je precies deze hoeveelheid in 100 gram water dan is de oplossing verzadigd! Een oplossing is verzadigd indien er niet nog meer stof ik kan oplossen!

Oplosbaarheid van zout en suiker . De meeste vaste stoffen lossen beter op in water naarmate de temperatuur van water stijgt! Solubility= oplosbaarheid Solute = opgeloste stof (suiker, zout) Dissolved = opgelost

Oplosbaarheid creatine in water Creatine wordt door sporters gebuikt om hun prestaties te verbeteren Voorbeeld Opgave Jan doet 20 gram creatine in 100 gram water van 20°C. Lees uit het diagram af of Jan een verzadigde of onverzadigde oplossing heeft! Dan verwarmt hij het bekerglas tot 50°C. Wat neemt hij waar? Is zijn oplossing bij 50°C verzadigd of onverzadigd? Antwoord Het punt van 20 gram bij 20°C bevind zich in het gebied van de verzadigde oplossing. In de beginsituatie bevind zich creatine op de bodem! Deze zal gaan oplossen indien de temperatuur verhoogd wordt. Onverzadigd , want er kan nog meer creatine oplossen bij 50°C. Oplosbaarheid creatine per 100 gram water Verzadigde oplossing Onverzadigde oplossing

Oplosbaarheid Oplosbaarheid van gassen, bij gassen daalt de oplosbaarheid bij temperatuurstijging! Indien het water te warm is kan er minder zuurstof in oplossen en zullen de visjes sterven door zuurstofgebrek!

Oplossnelheid De oplossnelheid geeft aan hoe snel een stof oplost in bijvoorbeeld 100 gram water. De oplossnelheid is groter indien de verdelingsgraad van de stof groter is. Bijvoorbeeld indien je een stof eerst fijngemalen hebt De oplosbaarheid is groter indien de temperatuur hoger is!

MENGSELS 3: Emulsie Ondoorzichtig, kunt er niet doorheen kijken Mengsels van olie/vet in water Emulgator zorgt ervoor dat de oliedruppels en waterdruppels bij elkaar blijven Ondoorzichtig, kunt er niet doorheen kijken Voorbeeld: - Mayonaise Halvarine Ontmengen 1: Oplossing Vaste deeltjes die oplossen in een vloeistof Gassen die oplossen in een vloeistof helder, niet wit Voorbeeld: - Zout in water - Suiker in water 2: Suspensie Vaste deeltjes in een oplossing troebel Voorbeeld: Zand in water Modderbad - Verf Water Vet

Schoolbanktv http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo=vo

Oplossing Oplossing Een oplossing is een mengsel van een opgeloste stof in een oplosmiddel Oplossing is een mengsel van hydrofiele stoffen of van hydrofobe stoffen Voorbeeld: keukenzout in water Keukenzout is de opgeloste stof Water is het oplosmiddel Bier is een mengsel van alcohol en water

Suspensie Een suspensie ontstaat indien een vaste stof niet oplost in een vloeistof Kleine deeltjes van de vaste stof zweven in de vloeistof Voorbeeld Modderbad Verf

Emulsies(hydrofoob+hydrofiel) Een emulsie is een mengsel van olie in water, of van water in olie De oliedruppeltjes zweven in het water De waterdruppeltjes zweven in de olie Een emulsie is altijd troebel Voorbeeld Mayonaise Handcrème Roomijs

Periodiek systeem der elementen

In het periodiek systeem zijn de elementen gerangschikt. Hiervoor worden afkortingen gebruikt. Fe = ijzer Al = aluminium Au = goud N = stikstof H = waterstof

Schoolbanktv http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo=vo

Schoolbanktv http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo=vo

Schoolbanktv http://beeldbank.schooltv.nl/hi/index.jsp?povo=vo

Aggregatietoestand (fase) Een stof kan voorkomen in verschillende fasen. Vloeibaar (l) Liquid Kleinere dichtheid Vast (s) Solid Grote dichtheid Gas (g) Kleinste dichtheid

Fasen Fasen Vast (s) (s) = solid Vloeibaar (l) (l) = liquid Gasvormig (g) (g) = gas Opgelost (aq) (aq)= opgelost in water Om een reactievergelijking in formules op te kunnen stellen moet je natuurlijk weten met welke stoffen je te maken hebt. Eén manier om daar achter te komen is gewoon naar de naam van de stof te kijken. Deze naam vertelt altijd wel met welke moleculen je te maken hebt. Een fout die snel gemaakt wordt is dat leerlingen vaak voor de vloeibare fase een ‘v’ invullen. Dat is niet nodig.