Chemie
1.1 atoombouw
orbitaal een orbitaal is een grafische voorstelling
van bepaalde wiskundige functies en
stellen alleen de waarschijnlijkheid voor
van een ruimte waarbinnen elektronen
90% kans hebben om aangetroffen te
worden
isotoop Isotopen zijn atomen van hetzelfde
chemische element, en dus met hetzelfde
aantal protonen, waarin de aantallen
neutronen in de atoomkern verschillend
zijn (zelfde Z, verschillende A)
Atoommodel van Bohr-Sommerfeld
ontwikkeling van het atoommodel
1. atoommodel van Dalton (1803)
2. atoommodel van Thomson
3. atoommodel van Rutherford
4. atoommodel van Bohr
5. atoommodel van Bohr-Sommerfeld (1916)
Atoommodel van Bohr-Sommerfeld
Eerste postulaat van Bohr: elektronen bewegen op schillen
= absorptie van energie bij een atoom
Tweede postulaat van Bohr: lijnenspectrum
lijnenspectrum/ gekwantiseerde energieniveau’s: Elektronen vallen na excitatie
terug naar het eerste, tweede of derde hoofdenergieniveau → discontinue
lijnenspectrum
- er zijn slechts bepaalde energieovergangen per element mogelijk
p. 1/59
, Chemie
Bij het terugvallen naar een bepaalde schil komt er een bepaalde straling vrij:
- Lyman-serie (laagste energieniveau)
- ultraviolet
- Balmer-serie (tweede energieniveau)
- zichtbaar licht
- Paschen-serie (derde energieniveau)
- infrarood
Derde postulaat van bohr: hoofdkwantumgetal (n)
Hoe verder de schillen van de kern liggen, hoe dichter bij elkaar ze liggen
Hoe verder de schillen van de kern liggen, hoe groter de vaste energiewaarde van dat
elektron
Subniveaus
Elk hoofdniveau wordt opgedeeld in subniveaus, geeft info over de toestand van het
orbitaal
bv.
Magnetische subniveaus
- weergegeven door een hokje
- max 2 elektronen per magnetisch subniveau
- aantal magnetische subniveaus:
- s=1
- p=3
- d=5
- f=7
p. 2/59
, Chemie
Magnetisch kwantumgetal (ml)
geeft weer welk elektrisch veld de elektron creëerd
→ er zijn slechts bepaalde oriënteringsmogelijkheden
geeft weer welke orbitalen er mogelijk zijn
s-elektronen: geen voorkeur (ml=0)
p-elektronen: 3 mogelijke ruimtelijke oriëntaties (ml=+1,0,-1)
d-elektronen: 5 mogelijke ruimtelijke oriëntaties (ml=+2,+1,0,-1,-2)
f-elektronen: 7 mogelijke ruimtelijke oriëntaties (ml=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3)
Orbitalen (herkennen)
Spinmagnetisch kwantumgetal (ms)
=> geeft info over de toestand van een elektron
- spin up ms = + ½
- spin down ms = -½
→ ongepaard elektron
→doubletten, elektronenparen
Hoofdkwantumgetal (n)
de schil aangeduid met een natuurlijk getal van 1-8
p. 3/59
, Chemie
Nevenkwantumgetal (l)
subniveaus worden aangeduid met gehele getallen van 0 tot (n-1) met maximumwaarde
3
Elektronenconfiguratie
Aufbauprincipe van Pauli (KT)
we schrijven de elektronenconfiguratie van
een atoom in grondtoestand door de
elektronen achtereenvolgens in de
subniveaus volgens toenemende energie te
plaatsen
- laagste subniveau van een hogere
schil kan energetisch armer zijn dan
het hoogste subniveau van een
lagere schil en dus dichter bij de kern
liggen
Spreidingsregel van Hund (KT)
In het laatste op te vullen subniveau vind je
altijd een maximaal aantal ongepaarde elektronen, ze bezitten ook steeds dezelfde spin
- de aparte magnetische subniveaus oriënteren zich onafhankelijk van elkaar in een
3d ruimte
→ px,py,pz
Verbodsregel van Pauli (KT)
Elk elektron onderscheidt zich van elk ander elektron in hetzelfde atoom, door minstens
1 v/d 4 karakteristieken: hoofdschil, subniveau, magnetisch niveau, spin
→ elektronen in eenzelfde hoofd energieniveau, zelfde subniveau, zelfde magnetisch
niveau samen als een elektronenpaar in hetzelfde orbitaal hebben hun eigen spin
p. 4/59
, Chemie
Het periodiek systeem
perioden: horizontale rijen (1-7)
groepen:
- hoofdgroepen (Ia- VIIIa) a-elementen
- nevengroepen (Ib - VIIIb) b-elementen
- c-elementen: Ce - Lr
Plaatsbepaling van elementen in het PSE mbv elektronenconfiguratie
we leiden af:
- periodenummer
- blok
- groepsnummer
Periodenummer
= nummer v/d buitenste gevulde schil in de elektronenconfiguratie
Blok
= subniveau waarop het laatste elektron geplaatst werd
s- en p-blok: hoofdelementen
d-blok: overgangselementen
p. 5/59
, Chemie
Groepsnummer
s- en p-blok
= gelijk aan het aantal VE in de elektronenconfiguratie van dat element
! tel het aantal valentie-elektronen op ns en np op!
edelgassen = groep 0
d-blok (behalve Ib en IIb)
- totaal aantal elektronen dat voorkomt op (n-1)d en ns
- = totaal aantal elektronen dat moet worden afgegeven om de edelgasconfiguratie
van het voorgaande edelgas te verkrijgen
! bij groep VIII bestaat uit 3 groepen → redenering geldt voor eerste element v/d triade
p. 6/59
1.1 atoombouw
orbitaal een orbitaal is een grafische voorstelling
van bepaalde wiskundige functies en
stellen alleen de waarschijnlijkheid voor
van een ruimte waarbinnen elektronen
90% kans hebben om aangetroffen te
worden
isotoop Isotopen zijn atomen van hetzelfde
chemische element, en dus met hetzelfde
aantal protonen, waarin de aantallen
neutronen in de atoomkern verschillend
zijn (zelfde Z, verschillende A)
Atoommodel van Bohr-Sommerfeld
ontwikkeling van het atoommodel
1. atoommodel van Dalton (1803)
2. atoommodel van Thomson
3. atoommodel van Rutherford
4. atoommodel van Bohr
5. atoommodel van Bohr-Sommerfeld (1916)
Atoommodel van Bohr-Sommerfeld
Eerste postulaat van Bohr: elektronen bewegen op schillen
= absorptie van energie bij een atoom
Tweede postulaat van Bohr: lijnenspectrum
lijnenspectrum/ gekwantiseerde energieniveau’s: Elektronen vallen na excitatie
terug naar het eerste, tweede of derde hoofdenergieniveau → discontinue
lijnenspectrum
- er zijn slechts bepaalde energieovergangen per element mogelijk
p. 1/59
, Chemie
Bij het terugvallen naar een bepaalde schil komt er een bepaalde straling vrij:
- Lyman-serie (laagste energieniveau)
- ultraviolet
- Balmer-serie (tweede energieniveau)
- zichtbaar licht
- Paschen-serie (derde energieniveau)
- infrarood
Derde postulaat van bohr: hoofdkwantumgetal (n)
Hoe verder de schillen van de kern liggen, hoe dichter bij elkaar ze liggen
Hoe verder de schillen van de kern liggen, hoe groter de vaste energiewaarde van dat
elektron
Subniveaus
Elk hoofdniveau wordt opgedeeld in subniveaus, geeft info over de toestand van het
orbitaal
bv.
Magnetische subniveaus
- weergegeven door een hokje
- max 2 elektronen per magnetisch subniveau
- aantal magnetische subniveaus:
- s=1
- p=3
- d=5
- f=7
p. 2/59
, Chemie
Magnetisch kwantumgetal (ml)
geeft weer welk elektrisch veld de elektron creëerd
→ er zijn slechts bepaalde oriënteringsmogelijkheden
geeft weer welke orbitalen er mogelijk zijn
s-elektronen: geen voorkeur (ml=0)
p-elektronen: 3 mogelijke ruimtelijke oriëntaties (ml=+1,0,-1)
d-elektronen: 5 mogelijke ruimtelijke oriëntaties (ml=+2,+1,0,-1,-2)
f-elektronen: 7 mogelijke ruimtelijke oriëntaties (ml=+3,+2,+1,0,-1,-2,-3)
Orbitalen (herkennen)
Spinmagnetisch kwantumgetal (ms)
=> geeft info over de toestand van een elektron
- spin up ms = + ½
- spin down ms = -½
→ ongepaard elektron
→doubletten, elektronenparen
Hoofdkwantumgetal (n)
de schil aangeduid met een natuurlijk getal van 1-8
p. 3/59
, Chemie
Nevenkwantumgetal (l)
subniveaus worden aangeduid met gehele getallen van 0 tot (n-1) met maximumwaarde
3
Elektronenconfiguratie
Aufbauprincipe van Pauli (KT)
we schrijven de elektronenconfiguratie van
een atoom in grondtoestand door de
elektronen achtereenvolgens in de
subniveaus volgens toenemende energie te
plaatsen
- laagste subniveau van een hogere
schil kan energetisch armer zijn dan
het hoogste subniveau van een
lagere schil en dus dichter bij de kern
liggen
Spreidingsregel van Hund (KT)
In het laatste op te vullen subniveau vind je
altijd een maximaal aantal ongepaarde elektronen, ze bezitten ook steeds dezelfde spin
- de aparte magnetische subniveaus oriënteren zich onafhankelijk van elkaar in een
3d ruimte
→ px,py,pz
Verbodsregel van Pauli (KT)
Elk elektron onderscheidt zich van elk ander elektron in hetzelfde atoom, door minstens
1 v/d 4 karakteristieken: hoofdschil, subniveau, magnetisch niveau, spin
→ elektronen in eenzelfde hoofd energieniveau, zelfde subniveau, zelfde magnetisch
niveau samen als een elektronenpaar in hetzelfde orbitaal hebben hun eigen spin
p. 4/59
, Chemie
Het periodiek systeem
perioden: horizontale rijen (1-7)
groepen:
- hoofdgroepen (Ia- VIIIa) a-elementen
- nevengroepen (Ib - VIIIb) b-elementen
- c-elementen: Ce - Lr
Plaatsbepaling van elementen in het PSE mbv elektronenconfiguratie
we leiden af:
- periodenummer
- blok
- groepsnummer
Periodenummer
= nummer v/d buitenste gevulde schil in de elektronenconfiguratie
Blok
= subniveau waarop het laatste elektron geplaatst werd
s- en p-blok: hoofdelementen
d-blok: overgangselementen
p. 5/59
, Chemie
Groepsnummer
s- en p-blok
= gelijk aan het aantal VE in de elektronenconfiguratie van dat element
! tel het aantal valentie-elektronen op ns en np op!
edelgassen = groep 0
d-blok (behalve Ib en IIb)
- totaal aantal elektronen dat voorkomt op (n-1)d en ns
- = totaal aantal elektronen dat moet worden afgegeven om de edelgasconfiguratie
van het voorgaande edelgas te verkrijgen
! bij groep VIII bestaat uit 3 groepen → redenering geldt voor eerste element v/d triade
p. 6/59
