1
Algemene Chemie
H1 Elementen
a.1 Chemische elementen
Het PSE (19e eeuw, Mendelejev) elementen gerangschikt volgens stijgende atoommassa, zeer gelijke
eigenschappen.
3 grote groepen
1. Metalen (makkelijk kation + vormen)
2. Niet metalen (makkelijk anion - vormen)
3. Metalloïden = metaalachtige, halfmetalen = gedraagt zich als een metaal of niet metaal bij
verschillende reacties
8 groepen = aantal valentie-elektronen
18 kolommen = aantal valentie-elektronen
7 perioden = aantal schillen
Groep Ia, IIa, IIIa, IVa, Va, Via, VIIa, 0
= representatieve elementen
Verdeeld in blokken: s-blok (uiterst links), p-
blok (uiterst rechts), d-blok (transitie
metalen, f-blok (lanthaniden en actiniden)
IUPAC = International Union of Pure and
Applied Chemistry
Metaalkarakter neemt toe van boven naar beneden, ook bij de ionisatie-energie, elektronenaffiniteit
en elektronegativiteit.
a.2 Voorkomen en beschikbaarheid
Atoom zijn relatief voorkomen (abundantie) wordt bepaald door hoe stabiel ze zijn.
Zwaardere elementen: minst stabiel + komen minder voor (+ radioactief)
➔ Z > 83 (Bi) geen enkel element meer stabiel
Waarneembare trends
1. H, He maken 99% uit van de atomen uit het universum
2. Li, Be en B exceptioneel lage abundantie (ondergaan makkelijk transmutaties – kernreacties)
3. Lichtere kernen dan Fe stellen energie vrij bij kernfusie, zwaardere elementen dan Fe stellen
energie vrij door kernsplijting.
4. Even atoomnummer zijn meer abundant en hebben meer stabiele isotopen (dan oneven).
Abundantie op aarde (≠ die in de kosmos)
1
,1
Algemene Chemie
- Zuurstof (O) komt het meest voor: zuurstofgas in de lucht & water in de oceanen & silicaat en
carbonaat in de aardkorst
Metalen (aluminium, ijzer) worden teruggevonden in ertsen waarin ze gecombineerd zijn met
zuurstof ( of ander niet-metaal)
- Silicium (2e plaats): is aanwezig in zand, rotsgesteente
- Weinig waterstof (H)?! → heeft een lage massa (lichtste element) du geeft een vertekend
beeld: wel veel H aanwezig – uit de aardse atmosfeer ontsnappen
- Afwezigheid van transitiemetalen, ook al neemt het belang toe (mangaan, barium, fluor)
doordat ze…
Te duur: hard te verweven (ertsen) + plaats (moeilijke export, conflictgebieden)
Te hoge reactiviteit/activiteit ( hoe actiever hoe moeilijker te produceren)
Kan wij verspreid zijn in verschillende mineralen (isomorfe substitutie) of geconsenteerd in
bepaalde ertsen
nodig in elektronica (gsm, pc)
Belangrijke verbindingen
- CaO & 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 → metaalindustrie
- 𝐻2 𝑆𝑂4 →kunststofmest, loodaccu’s
- 𝑁𝐻3 → kunststofmest, schoonmaakmiddelen
- 𝑁𝑎𝑂𝐻, 𝐻𝑁𝑂3 , 𝐶𝑙2…
Erts = natuurlijk voorkomend materiaal waaruit een element kan geëxtraheerd worden, worden
ontgonnen in mijnen.
Mineraal = bestandsdeel dat ontgonnen word, algemene naam voor anorganische bestandsdelen.
Metalen worden aan getroffen als oxozouten: silicaten, fosfaten, carbonaten, sulfaten, nitraten.
- Minder reactieve metalen (edelmetalen) worden zo aangetroffen: Cu, Au
Metallurgie = het proces waarbij een metaal uit zijn erts ontgonnen wordt.
- Als kationen in ertsen → metallurgisch proces houd een reductie in van het kation naar de
elementaire vorm. Meestal wordt koolstof C gebruikt (grote beschikbaarheid + lage kost)
2 𝑀𝑂 (𝑣) + 𝑪(𝒗) → 2 𝑀 (𝑣) + 𝐶𝑂2 (𝑔)
- Soms wordt 𝐻2 gebruikt (bij bv tin)
𝑆𝑛𝑂 (𝑣) + 𝑯𝟐 (𝒈) → 𝑆𝑛 (𝑣) + 𝐻2 𝑂 (𝑔)
- Voor meer reductie wordt er ingezet op elektrolytisch proces (elektrolyse van bauxiet (in
kryoliet) om Al te verkrijgen)
Raffineren (van metalen)= zuiveren, kan gebeuren door elektrolyse, gefractioneerde destillatie en
door zonesmelten.
Bereidingen
- Stikstof (N) & zuurstof (O): Door vloeibaar lucht (adiabatische expansie =Het vergroten van
het volume van een vaste hoeveelheid gas zonder warmte uitwisseling met de omgeving) en
dan door gefractioneerde destillatie gaan ze scheiden.
- Waterstof (H): wordt bereid door elektrolyse of wordt gemaakt uit methaangas (𝐶𝐻4) en
stoom.
- Zwavel (S): veel in de ondergrond, kan ontgonnen worden door het Fraschproces (schacht in
de ondergrond geboord waarin 3 concentrische pijpen worden gebracht).
2
,1
Algemene Chemie
- Halogenen: komen als halogeniden voor, kunnen bereid worden via oxidatieproces.
a.3 Essentiële elementen in het menselijk lichaam
Ons lichaam regenereert continu (afbraak + opbouw)
4 elementen – waterstof H, stikstof N, zuurstof O, koolstof C – maken 98% van de massa en 99% in
atomaire samenstelling. De andere zijn in kleinere hoeveelheden meer zeer essentieel zijn in
functioneren van biochemische processen.
3
, 1
Algemene Chemie
S, Na, Cl, Mg: voor onze lichaamscellen, lichaamsvocht
a.4 Biomedisch belangrijke sporenelementen
Seleen Se – belangrijk voor hartspier
Arseen As – giftig maar toch noodzakelijk (voor bv. Enzymen)
4
