Atoombouw: griekse oudheid

Presentatie over: "Atoombouw: griekse oudheid"— Transcript van de presentatie:

1 Atoombouw: griekse oudheid
Alle materie is opgebouwd uit een mengsel van: aarde, water, lucht en vuur Als iets in de vloeibare fase was bestond het dus vooral uit water Als iets in de vaste fase was bestond het dus vooral uit aarde Als iets in van de vaste fase naar de vloeibare fase ging (of andersom) werd dus een deel van de aarde omgezet in water (of andersom)

2 Atoombouw: middeleeuwen
Als iets scherp smaakte bestond het dus uit puntige deeltjes Als iets in de vloeibaar fase was bestond het dus uit ronde deeltjes die langs elkaar konden rollen Als iets in de vaste fase was bestond het dus uit harde vaste blokjes die niet langs elkaar konden schuiven

3 Atoombouw: naar een periodiek systeem
Dalton: 1808

4 Atoombouw: naar een periodiek systeem
Triaden van Dobereiner: 1817 Octaven van Newlands: op volgorde van massa (lijkt al wat meer op ‘ons systeem’ Stoffen met zelfde eigenschap onder elkaar !) Metaal en niet-metaal onder elkaar ?? Systeem werd afgewezen !

5 Atoombouw: naar een periodiek systeem
Mendeleev: 1869 op volgorde van massa met open gelaten plaatsen (hier in het roze) voor nog niet bekende elementen !!

6 Atoombouw: naar een periodiek systeem
Moseley: 1913 op volgorde van atoomnummer Onderverdeeld in groepen en perioden (maar nog zonder lanthaniden en actiniden)

7 Atoombouw: naar een periodiek systeem
Moseley: 1945 op volgorde van atoomnummer Onderverdeeld in groepen en perioden incl. lanthaniden en actiniden Tom Lehrer’s element song:

8 Atoombouw: rutherford
Experiment Rutherford

9 Atoombouw: rutherford
Verklaring van het experiment van Rutherford Positief geladen ‘zware’ kern met daar omheen negatief geladen ‘luchtige wolk’

10 Atoombouw: nu Alle atomen zijn opgebouwd uit dezelfde deeltjes Positief geladen ‘zware’ kern met daar omheen negatief geladen ‘luchtige wolk’

11 Atoombouw: dimensies pyramide van cheops : aarde = kern : atoom
atoom : pingpongbal = tennisbal : aarde

12 In de kern zitten positieve deeltjes: protonen
Atoombouw In de kern zitten positieve deeltjes: protonen In de kern zitten ook neutrale deeltjes: neutronen Rond de kern zitten negatieve deeltjes: elektronen

13 in de kern Aantal protonen + neutronen = massagetal
Atoombouw: nummers Aantal protonen = atoomnummer Aantal elektronen = atoomnummer in de kern Aantal protonen + neutronen = massagetal

14 Atoombouw: nummers 4020Ca  At.nr = 20 m.g. = 40  20 p en 20e
2311Na   23 – 11 = 12n  17 p en 17 e At.nr = 17 m.g. = 35  3517Cl  35 – 17 = 18n

15 Geef de samenstelling in p+, n0 en e- van de volgende atomen
Atoombouw: p, e, n Geef de samenstelling in p+, n0 en e- van de volgende atomen 19K  19 p en 19 e 3919K 39K 39 – 19 = 20 n 20980Hg 209Hg  80 p en 80 e 80Hg  209 – 80 = 129 n

16 Elektronen zitten in een soort van schillen of banen
Atoombouw Elektronen zitten in een soort van schillen of banen

17 Atoombouw elementen

18 Er bestaan verschillende ‘vormen’ van de zelfde atomen.
Atoombouw: isotopen Er bestaan verschillende ‘vormen’ van de zelfde atomen. Verschil: het aantal neutronen in de kern Gelijk: het aantal protonen en elektronen = massagetal = atoomnummer

19 Atoombouw: isotopen in de natuur
Tabel 25: geeft voorkomen van isotopen in de natuur en hun samenstelling De isotopen die niet in de natuur voorkomen kunnen kunstmatig gemaakt worden in bv een kernreactor

20 Atoombouw: isotopen in de natuur
Geef de samenstelling van de isotopen die voorkomen in de natuur van: 126C  6p, 6e en = 6n C 136C  6p, 6e en 13 – 6 = 7n N 147N  7p, 7e en 14 – 7 = 7n 157N  7p, 7e en 15 – 7 = 8n

21 Eigenschappen van stoffen
Alle stoffen Moleculaire stoffen: bestaan alleen uit niet-metalen Metalen: bestaan alleen uit metaal Hebben geen lading  geleiden geen stroom Zouten: bestaan uit metaal en niet-metaal ionen Hebben bewegende elektronen  geleiden stroom als (s) en als (l) kunnen alleen geleiden als de geladen deeltjes (ionen) kunnen bewegen Geleiden geen stroom als (s) Geleiden wel stroom als en als (l) of (aq))

22 Molecuulbouw In de moleculen zijn er bindingen tussen de atomen, deze noemen atoombindingen Elk atoom heeft een bepaald aantal bindingen, dit noemen we de covalentie van een atoom

23 Molecuulbouw

24 Covalentie en Molecuulbouw
De niet metaal elementen vormen bindingen tussen de atomen. Het aantal bindingen van deze elementen is (meestal) een vast aantal dat we de covalentie noemen. De covalentie kunnen we uit het periodiek systeem afleiden.

25 Covalentie en Molecuulbouw
3 2 1 4

26 Molecuulbouw H H H S C O H H H H C C C O H H C H H H
Maak de onderstaande structuurformules af met het juiste aantal bindingen H H H S C O H H H H C C C O H H C H H H

27 Covalentie en Molecuulbouw

28 Aantrekkende krachten tussen moleculen
In de moleculen zijn er bindingen en tussen de moleculen zijn er ook aantrekkende krachten. Deze aantrekkende kracht tussen de moleculen noemen we: vanderwaals-krachten

29 Vanderwaalskrachten

30 Vanderwaalskrachten De aantrekkende krachten tussen de moleculen worden dus duidelijk niet veroorzaakt door de bindingselektronen want die zijn niet aanwezig tussen de moleculen !!

31 Hierdoor hebben grotere en zwaardere moleculen een hoger kookpunt !
Vanderwaalskrachten De aantrekkende krachten tussen de moleculen worden groter als het molecuul groter en zwaarder wordt ! Hierdoor hebben grotere en zwaardere moleculen een hoger kookpunt !

32 Kookpunt moleculaire stoffen
Massa (u) Tkook (K) methaan 16 112 Propaan 44 231 ammoniak 17 Water 18 373 Ethanol 46 240 351 Bij sommige moleculen is het kookpunt veel hoger dan je kan verklaren met alleen de vanderwaals-krachten

33 Kookpunt moleculaire stoffen
Bij sommige moleculen is het kookpunt veel hoger dan je kan verklaren met alleen de vanderwaals-krachten Hier spelen blijkbaar nog andere krachten een rol ! Water: H-O-H Ethanol: C2H5OH Ammoniak: NH3 propanol: C3H7OH Propaanzuur: CH3CH2COOH Wat valt bij deze stoffen op ??

34 Kookpunt moleculaire stoffen
Water: Ethanol: Ammoniak: Propanol: Propaanzuur: Al deze stoffen hebben een OH- of een NH- groep in het molecuul

35 Kookpunt moleculaire stoffen
Als moleculen een OH- of een NH- groep hebben kunnen deze een waterstofbrug vormen Een waterstofbrug is een sterkere aantrekkingkracht dan vanderwaals  hoger Tsmelt of Tkook !!!!

36 Waterstof-brug = H-brug

37 Waterstof-brug = H-brug
Bij carbonzuren kunnen door de H-brug ‘dimeren’ ontstaan waardoor Tkook nog verder verhoogd wordt.

38 Polair en Apolair Een stof wordt apolair genoemd als er veel C en H-atomen in zitten en geen (of heel weinig) andere groepen die bv NH of OH bevatten

39 Polaire en Apolaire oplosmiddelen
Polaire stoffen lossen op in polaire oplosmiddelen (kunnen meestal H-brug maken) Apolaire stoffen lossen op in apolaire oplosmiddelen (kunnen geen H-brug maken)

40 Oplossen, smelten en koken
Bij het oplossen en het smelten of koken van stoffen verandert alleen de afstand tussen de moleculen. De moleculen zelf blijven gelijk en veranderen niet!!

41 Reacties Bij een reactie tussen stoffen worden de bindingen in de moleculen verbroken en worden er nieuwe bindingen gemaakt waardoor andere moleculen ontstaan. !!

42 Verschil tussen reactie en smelten, koken of oplossen
Bij smelten, koken en oplossen blijven de moleculen het zelfde en worden alleen de afstanden tussen de moleculen veranderd  veranderingen bij vdWaals en H-brug Bij een reactie veranderen de moleculen en worden naast de afstanden tussen de moleculen ook bindingen verbroken en nieuwe gemaakt  veranderingen bij vdWaals, H-brug én bindingselektronen.

43 Ionen en ionogene stoffen
Naast moleculaire stoffen bestaan er ook nog zouten en metalen Zouten zijn opgebouwd uit geladen deeltjes: ionen Ionen zijn deeltjes met te veel elektronen (negatieve ionen) of te weinig elektronen (positieve ionen)

44 Ionen en ionogene stoffen

45 Ionen en ionogene stoffen
Ionen zijn deeltjes met te veel elektronen (negatieve ionen) of te weinig elektronen (positieve ionen) 3- 2- 1- Metalen vormen + ionen (staan dus elektron af) Niet metalen vormen een – ion (nemen elektron op) 1+ 2+

46 Ionen en ionogene stoffen
Metalen ionen reageren met niet metaal-ionen (tot een zout) in een verhouding zodat de totale lading weer 0 wordt. Na+ + Cl-  NaCl 2 K+ + O2-  K2O Ca2+ + O2-  CaO Mg F-  MgF2

47 De ionen vormen een ionrooster  zoutkristal
Ionen en zouten De ionen vormen een ionrooster  zoutkristal

48 Ionen en zouten Uit het rooster kan je ook de formule van het zout afleiden

49 Ionen en zouten Zoutkristal als kubus afgebeeld
Elke hoek zit in 8 kubussen  telt voor 1/8 mee. Elk vlak zit in 2 kubussen  telt voor 1/2 mee. Midden in de kubus zit maar in 1 atoom  telt voor 1. Elke rib zit in 4 kubussen  telt voor 1/4 mee. 8 * 1/8 + 6 * ½ = = 4 Verhoudingformule = 12 * 1/4 + 1 = = 4 4 : 4 = 1 : 1  (bv) NaCl

50 Geleiding van stroom Simulatie: stroomgeleiding

51 Metalen

52 Metalen Bij metalen is een rooster gemaakt van de atomen. Hiertussen in ‘zwerven’ losse elektronen die voor de geleiding zorgen. e- e- e- e- e- e- e-

53 Zouten vs metalen - + - + - + + - + - + -
Bij vaste zouten is ook een vast rooster maar dan gemaakt van de ionen. Hiertussen in ‘zwerven’ geen losse elektronen  geen geleiding - + - + - + + - + - + -

54 Zouten vs metalen

55 Zouten vs metalen

56 Zouten vs metalen

57 BUIGT KRAK BREEK BROKKEL Zouten vs metalen + - + - + - + - + - + - + -
Metalen buigen: deeltjes tegenover elkaar met elektronen zwervend ertussen  geen probleem: buigt. Zout buigen: gelijk geladen deeltjes direct tegenover elkaar  stoten elkaar af  buigt niet. e- e- e- + - + - + - + - e- e- e- + - + - + - + - BUIGT KRAK BREEK BROKKEL + - + - + - + - e- e- e- + - + - + - + - e- e- e-