Hoofdstuk I – Atomen en moleculen: basis van biologische
systemen
1.1 Essentiële elementen in het menselijk lichaam
Meest voorkomende niet-metalen: C, H, O, N, P, S
Meest voorkomende metalen: Ca, K, Na, Mg, Fe, Cu, Zn
Tabel 1.1
Elementen
118 gekend
4 hoofdelementen: H, O, C, N
7 macromineralen
21 spoorelementen
Evenwichtig dieet
Voldoende hoofdelementen, nevenelementen en vitamines
1.2 Ionen en moleculen (intramoleculaire binding)
Edelgassen: monoatomisch
De rest: enkelvoudige bindingen, moleculen of ionen
Stabiele verbinding mogelijk ⇒ chemische binding:
Zuivere ionbinding
o Streven naar stabiele configuratie
o Ionaire bestanddelen: kationen & anionen, gerangschikt tot kristal
o Metaal + niet-metaal (bv. Na + Cl)
o Groot Δ EN
o Makkelijk oplosbaar in water (polair)
Zuiver covalente binding
o Deling van elektron door beide bindingspartners; elektronen trekken kernen aan;
stabielere associatie dan atomen afzonderlijk
o Energienulpunt: oneindige afstand tss. atomen; atomen naderen tot bindingsafstand
met evenwicht tss. bindende & afstotende bijdragen
o Verbreking van covalente binding: bindingsenergie nodig (bindingsdissociatie-
enthalpie D)
o Vorming van binding stelt energie vrij
o Tussen niet-metalen
o Ideaal: identieke bindingspartners
Ionendeformatie (= ionendistortie)
o Positieve ion trekt elektronenwolk anion aan; ionendeformatie leidt tot gepolariseerde
covalente binding
1
,2020-2021 Algemene chemie
o Afhankelijk van:
Polariserend vermogen kation ~ Z+¿ / r ¿ (lading/ afmeting
Polariseerbaarheid anion stijg met afmeting en lading (hoe groter
elektronenwolk, hoe makkelijker deformeerbaar)
Polarisatie van covalente binding
o Δ EN ⇒ dipoolmoment
Grootste EN :elektronen aantrekken=δ -
o Elektrisch dipoolmoment p=e ⋅d dipoolvector van – naar +
o Niet-identieke atomen
Dipolaire binding
o Coördinatiecomplexen
Binding van metaalatoom (lewis-zuur: acceptor) of –ion met ligand (lewis
base: donor) (bv. Cl-, H2O, NH3)
Coördinatief covalente binding met partieel ionair karakter
Metaal-ligandbinding: gevuld orbitaal donor overlapt met ledig orbitaal
van metaal
Zuur-base rectie
Ligand geeft elektronenpaar aan ledig orbitaal
Afhankelijk van het aantal en de ruimtelijke rangschikking liganden
Coördinatiegetal: aantal donoratomen aan metaalion gebonden in eerste
coördinatiesfeer
Polydentaat ligand/cheland: ligand met meerdere donoratomen; complex =
chelaat
monodentaat ligand;
Bidentaat (2): bv. ethyleendiamine: 2 N-donoratomen:
H2N-CH2-CH2-NH2
Tridentaat (3)
Platinachelanten met bidentate liganden
= Ethyleendiaminde, aminoacetaat en oxalaat
Hybridisatie
Linear
o Coördinatiegetal 2
o Sp-hybridisatie
Trigonaal planair
o Coördinatiegetal 3
o Sp2- hybridisatie
Tetraëdrisch
o Coördinatiegetal 4
o Sp3-hybridisatie
Vierkant planair
2
, 2020-2021 Algemene chemie
o Coördinatiegetal 4
o dsp2-hybridisatie
Vierkant piramidaal
o Coördinatiegetal 5
o d2sp2-hybridisatie
Trigonaal piramidaal
o Coördinatiegetal 5
o dsp3-hybridisatie
Octaëdrisch
o Coördinatiegetal 6
o d2sp3-hybridisatie
Bindingssterkte tss. metaalion en liganden veel groter dan tussen complex ion
en tegenionen (bv.: bindingssterkte tss. Pt en (NH 3)6 is op zich sterker dan de
bindingssterkte van [Pt(NH3)6]4+ en 4 Cl-
1.3 Medische toepassing: complexvorming in rode bloedcellen
Myoglobine & hemoglobine: proteïnen in staat zuurstof reversibel te binden (oxygenatie)
Bevatten 4 ‘heemgroep’: porphyrinering met 4 N-donoren (tetradentaat ligand) in equatoriaal
vlak van octaëdrisch omringd Fe2+
Bevatten onverzadigde macrocyclische ligandgroepen
Metaal-ion binden
Vijfde coördinatieplaats: N-atoom van aminozuurrest (histidine-93)
Zesde coördinatieplaats: moleculair zuurstof (via H-brug gebonden aan histidinegroep
(histidine-64)
Deoxymyoglobine: geen O2 gebonden
Heemgroep in hydrofobe caviteit van myoglobinemolecule ⇒ afscherming tg. water (anders
zou Fe2+ geoxideerd worden tot Fe3+
Vibratie: opening naar caviteit waar O2 kan doordringen of uitgestoten worden
Stabiliteit beïnvloed door pH
Lage pH: deoxyconformatie
Weefsels
CO2 hoog: O2 vrijgesteld
Hoge pH: oxyconformatie
Longen
CO2 laag: O2 makkelijk opgenomen
Inademing CO CO neemt plaats O2 in verstikking
CO is een sterker ligand (ook π – acceptoreigenschappen) vorming carboxyhemoglobine is
irreversibel niet beschikbaar voor zuurstoftransport
3
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller tianypollet. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $9.12. You're not tied to anything after your purchase.