Moleculaire stoffen THEORIE Niet metaal—Niet metaal

Presentatie over: "Moleculaire stoffen THEORIE Niet metaal—Niet metaal"— Transcript van de presentatie:

1 Moleculaire stoffen THEORIE Niet metaal—Niet metaal

2 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

3 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

4 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

5 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

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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 Onderdeel 1: Molecuulformules
Koolstofdioxide Drie Koolstofdioxide-moleculen Verbinding koolstof en zuurstof CO2 (g) (molecuulformule) Één atoom koolstof en twee atomen zuurstof 3 CO2 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 coëfficiënt Index Onderdeel 1: Molecuulformules

12 Onderdeel 1: Molecuulformules
Watermoleculen Vier Water moleculen Compact model Verbinding waterstof en zuurstof atomen H2O (l) (molecuulformule) Twee atomen waterstof en één atoom zuurstof 4 H2O Geen index 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. Index coëfficient Onderdeel 1: Molecuulformules

13 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 CH4 De formules van methaan moet je uit je hoofd kennen. Coëfficient=1 Index Onderdeel 1: Molecuulformules

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

15 Etheen Molecuulformule etheen C2H4(g) 3 moleculen etheen Skeletmodel

16 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)

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

18 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

19 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

20 Elementen met dubbele atomen Rijtje van Fientje
Molecuulformule Fluor(g) F2 Fientje Chloor(g) Cl Cliederde Broom(g) Br Bruine Jood(g) I Inkt Zuurstof(g) O Op Waterstof(g) H Haar Stikstof(g) N Neus

21 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!!!

22 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!!!

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

24 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.

25 Moleculaire stoffen Atomen hetzelfde element
Atomen verschillend verbinding

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

27 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

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

29 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

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

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

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

33 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

34 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

35 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

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

37 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.

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

39 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

40 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!

41 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

42 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!

43 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

44 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 bevindt 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

45 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!

46 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!

47 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 Vloeistof die oplost in een andere 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

48 Moleculaire stoffen geleiden geen stroom
Zuiver water is een moleculaire stof en kan geen stroom geleiden. Als je keukenzout in water doet geleid water wel stroom zie onderstaande afbeelding Dat komt omdat keukenzout GEEN moleculaire stof is Keukenzout heeft als formule NaC: Na is een metaal dus is keukenzout niet moleculair! Hieronder een oplossing van keukenzout in water

49 Voorbeelden Kaarsvet bestaat uit stearinezuur en heeft de volgende formule: C17H35COOH Kan gesmolten kaarsvet stroom geleiden? Oplossing Kijk naar de formule van kaarsvet: Kijk met behulp van Binas periodiek systeem of de atomen in kaarsvet Niet-Metalen zijn Ja C = niet metaal H= niet metaal O = niet metaal Kaarsvet is moleculair kan dus geen stroom geleiden

50 Schoolbanktv

51 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

52 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

53 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

54 Periodiek systeem der elementen

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

56 Schoolbanktv

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

58 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.