Resume
Samenvatting Algemene chemie - bioingenieurswetenschappen (deel 1)
- Cours
- Algemene chemie
- Établissement
- Katholieke Universiteit Leuven (KU Leuven)
Samenvatting van het vak Algemene chemie Deel 1
[Montrer plus]
Vendeur
S'abonner
Aperçu du contenu
Algemene chemie Lenne SannenHoofdstuk 1: De atomen
1. Samenstelling van het atoom
Atoom: (volgens nucleaire atoommodel)
▪ Positieve kern
o Meeste massa
o Kleinste gedeelte van volume
o Protonen: positief geladen deeltjes
Ongeveer dezelfde massa
o Neutronen: deeltjes zonder lading
▪ Negatieve elektronen
o Bewegen rond kern
o Grootste deel volume
o Kleinste massa
➢ Neutrale atoom: #protonen = #elektronen
Massa in atomaire massa-eenheden: 1u = 1,66 ⋅ 10−24 g *
Ladingen in elementaire ladingseenheden: (e). 1e = 1,60·10-19 C
Grootte orde diameters in nanometer: 1 nm = 10−9 𝑚
𝐴
𝑍𝑋 : → Massagetal A = geheel getal dat som v/d p+ en n in kern van atoom weergeeft
→ Atoomnummer Z = geheel getal, geeft #p+ in kern van atoom aan
Isotoop: atomen met zelfde #p+ in kern en dus ook zelfde #e-, maar verschillend #n en dus ook
verschillende massa. Hebben zelfde chemische eigenschappen
Relatieve atoommassa Ar : onbenoemd getal dat uitdrukt hoeveel keer de massa van dat atoom groter is
dan de atomaire massaeenheid*
* = 1/12e van de absolute massa van een koolstof-12-isotoop 126𝐶
(…% ·Ar )+(…% · Ar)+ …
Gemiddelde relatieve atoommassa =
100
2. Tabel van Mendeljev
Periodiek systeem : rangschikking die periodieke variatie in de eigenschappen v/d elementen weergeeft.
▪ Periode: horizontale rij (7)
▪ Groep: verticale kolom
Metalen: grote neiging om e- af te geven ter vorming van + ionen
➢ Meeste vb’en in hoofdgroepen IA en IIA (alkali en aardalkalimetalen)
Niet-metalen: neiging e- op te nemen ter vorming van – ionen
➢ VIA en VIIA
Metalloïden of semimetalen: vertonen zowel metaal- als niet metaalkarakter
➢ Langs scheidingslijn (niet-)metalen
Edelgassen: ongebonden atomen (in natuur)
➢ VIIIA: He , Ne , Ar, Kr , Xe , Rn
1
,3. Kwantummechanisch atoommodel
Elektronen vertonen eigenschappen van golven → golfvergelijking → MAAR moeilijk op te lossen, daarom:
→ Golffuncties: beschrijven niet echt plaats en snelheid, MAAR geven waarschijnlijkheid waar een e-
met bepaalde energie kan worden aangetroffen.
Orbitaal: ruimte rond kern waar dergelijk e- het meest waarschijnlijk aanwezig is.
Energie van e- is gekwantiseerd:
▪ Afhankelijk van energie kan e- in verschillende orbitalen rond kern van atoom zitten. Deze
orbitalen bevinden zich op bepaalde energieniveaus die onderling scherp gedefinieerd
energieverschil vertonen.
3.1 Atoomorbitalen en kwantumgetallen
Atoomorbitaal: golffunctie van e- in atoom
Hoofdkwantumgetal n: geheel getal [1 ; 8]
▪ Bepaalt energie van atoom
▪ Afmeting: hoe groter n, hoe groter orbitaal
▪ Schil : n = 1,2,3,4,5,… → K,L,M,N,O,…
Nevenkwantumgetal l: geheel getal [ 0 ; n-1 ]
▪ Onderscheidt orbitalen met zelfde hoofdkwantumgetal n maar verschillende vorm
▪ Subschil : l = 0, 1, 2, 3 → S, P, D, F
Magnetisch kwantumgetal ml : geheel getal [-l ; +l ]
▪ Onderscheidt orbitalen van zelfde schil en subschil maar met verschillende ruimtelijke oriëntatie
→ Samenvattende tabel:
4. Verschillende orbitalen
S-orbitalen
Golffunctie van 1S
▪ Als r = 0 → = maximaal
▪ Neemt exponentieel af voor stijgende r, NOOIT 0
▪ Sferische symmetrie: golffunctie 1s-orbitaal is zelfde waarde in alle punten even ver van
kern
▪ Niet echt fysische betekenis
→ ² = maat voor waarschijnlijkheid e- op bepaalde plaats aan te treffen op afstand r van de kern
▪ r = 0 → ² = max
▪ nooit 0
2
,Golffunctie 2s-orbitaal
▪ Orbitaal is groter, ook sferisch symmetrisch
▪ Als = 0 → geen kans om e- aan te treffen op die afstand
→ ² : e- met grote waarschijnlijkheid aanwezig in 2 gebieden
→ Alle s-orbitalen: bolsymmetrisch:
P-orbitalen
▪ Geen sferische symmetrie
▪ 2px , 2py , 2pz
➢ 2px heeft grootste elektronendensiteit langs x-as
➢ Golffunctie 2px = 0 voor yz-vlak
▪ Golffunctie : links = ene lob | rechts = andere lob
▪ Visuele voorstelling:
D-orbitalen
▪ 5 3d-orbitalen: 3dx²-y² , 3dz² , 3dxy , 3dyz , 3dxz
▪ Visuele voorstelling :
Radiale waarschijnlijkheidsverdeling :
▪ Waarschijnlijkheid om e- aan te treffen op een bepaalde afstand van de kern
Energiediagram (1e):
▪ Grondtoestand: laagst mogelijke energie
▪ Geëxciteerde toestanden: (aangeslagen) door opname energie
▪ Energie waterstofatoom EH = -cte 𝑛²
𝑍²
→ cte = 2,18 · 10-18 J z= kernlading
→ Beschrijft energie vh atoom relatief t.o.v.d. toestand waarin e- op een
∞ grote afstand vd kern verwijderd is
▪ Afstand kleiner → energieverlagende interactie
▪ Gedegenereerde orbitalen: toestanden beschreven door orbitalen met zelfde hoofdkwantumgetal
n hebben zelfde energie
5. Structuur van polyelektronische atomen
Elke e- heeft eigen golffunctie → noodzaak invoeren 4e kwantumgetal = spinkwantumgetal mS
5.1 Spinkwantumgetal mS
▪ Voor karakteriseren e-
▪ Onderscheidt 2 mogelijke oriëntaties vd elektronspin
▪ Waardes: + 12 of - 12
5.2 Uitsluitingsprincipe Pauli
▪ 2 e- in zelfde atoom kunnen nooit dezelfde set van 4 kwantumgetallen hebben.
▪ Gevolg: eenzelfde atoomorbitaal kan verdeling van 2e- beschrijven, MAAR deze hebben
tegenovergestelde spin
→ Gevuld orbitaal: 2e- met gepaarde spins
3
, 5.3 De opsplitsing van energieniveaus
Energie van e- bepaald door:
▪ Kernlading
▪ Afscherming kernlading door andere e- : maakt energie orbitalen minder negatief
▪ Waarde n & l
Repulsie (afstoting) tussen e- : zorgt voor hogere energie en verlaagt aantrekking tot kern
Effectieve kernlading Zeff : kernlading die effectief door e- wordt ervaren
Penetratie-effect: kans / vermogen om dichter bij de kern te zitten (als ze op dezelfde schil zitten)
▪ S>P>D>F
Verschillen energiediagram (2e) atomen met 1e diagram
1. Atoomorbitalen van polyelektronisch atoom hebben lagere energie
dan overeenkomstige atoomorbitalen waterstof
→ Gevolg van grotere kernlading EN grotere interactie e- en
kern
2. Verschillende atoomorbitalen met zelfde hoofdkwantumgetal n
hebben niet dezelfde energie
→ Gevolg van penetratievermogen en hebben dus ook
verschillende effectieve kernlading
▪ Verschillende orbitalen in bepaalde subschil hebben wél zelfde
energie: e- ervaren zelfde Zeff
5.4 Elektronenconfiguraties
Verdeling e- over verschillende atoomorbitalen
Algemene regels:
▪ Uitsluitingsprincipe: 2 e- in zelfde atoom kunnen nooit zelfde set van 4 kwantumgetallen hebben
▪ Hund: atoom in grondtoestand heeft configuratie met grootste #ongepaarde e-
▪ Opbouwprincipe: volgorde waarin verschillende subschillen moeten worden opgevuld om
configuratie vd grondtoestanden vd atomen te krijgen
➢ K 1s
L 2s 2p
M 3s 3p 3d
N 4s 4p 4d 4f
O 5s 5p 5d 5f
P 6s 6p 6d 6f
Q 7s 7p 7d 7f
Elektronenconfiguraties van atomen in grondtoestand
▪ Edelgasconfiguratie of octetconfiguratie: atomen met max #e- in valentie-schil
▪ [He] : gevulde K-schil
▪ [Ne] : gevulde L-schil
➢ Conf. [Ne] = [He] 2s² 2p6
▪ [Ar] : gevulde M-schil
▪ [Kr] : gevulde N-schil
▪ [Xe] : gevulde O-schil
▪ [Rn] : gevulde P-schil
▪ Transitiemetaal: element uit d-blok
4
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur Sciencestudent123. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €2,99. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
Peut-on faire confiance à Stuvia ?
4.6 étoiles sur Google & Trustpilot (+1000 avis)
56326 résumés ont été vendus ces 30 derniers jours
Fondée en 2010, la référence pour acheter des résumés depuis déjà 14 ans