Aantekeningen Kennisclips MCG
HOOFDSTUK 2
CONCEPT 2.1
Elementen en chemische verbindingen
Alle organismen bestaan uit materie, die materie is gemaakt van elementen. We bestaan uit
chemische verbindingen. Chemische verbindingen zijn opgebouwd uit 2 of meer
verschillende elementen in een vaste verhouding (H2O bv.) Heeft andere eigenschappen dan
de losse elementen.
Elementen van het leven:
Essentiele elementen: 20-25% van de 92 bestaande elementen zijn noodzakelijk voor
levende organismen
- 96% van een organisme bestaat slechts uit 4 elementen:
o O (65%) , C (18,5%), H (9,5%), N (3,3%)
- 4% overige “ trace elements” Slechts weinig van nodig, sommige specifiek voor
specifieke organismen
CONCEPT 2.2
Atomen
1. Protonen – positief geladen deeltje
2. Neutronen – neutraal deeltje
3. Elektronen – negatief geladen deeltje
Protonen en neutronen in atoomkern. Elektronen in wolk om kern.
Massa getal: protonen + neutronen
- Elk neutron en proton → massa van 1 Dalton (Da)
- Massa elektronen verwaarloosbaar
- Linksboven van het element
Atoomnummer: aantal protonen
- Atomen met een gelijk atoomnummer;
o Zelfde chemische eigenschappen = zelfde element
Isotopen en radioactief verval
Isotopen zijn atomen met:
- Hetzelfde aantal protonen
- Verschillend aantal neutronen
Meeste isotopen zijn stabiel, sommige onstabiel → radioactieve
isotopen
- Ze vervallen
- Koolstof-14 kan vervallen → Stikstof-14
,- Vervalsnelheid uitgedrukt in
halfwaardetijd (sec tot 10^9 jaren)
- Hoe lang tot de helft is vervallen?
Toepassingen:
- Radioactieve tracers:
In geneeskunde, spuiten in het lichaam, meten straling die vrij komt
- Radiometrische datering
Hoe je daarmee fossielen kan dateren?
Valentie elektronen
Chemische eigenschappen van atoom worden bepaald door de verdeling elektronenen in
elektronenschillen. Elektronen in schillen, aantal elektronenen in die schillen bepalen
chemische eigenschappen.
Valentie elektronen → elektronen in de buitenste schil → valentieschil
Elementen met dezelfde verdeling valentie elektronen
- Chemisch zelfde eigenschappen
Atomen proberen hun buitenste schil vol te krijgen
- Elementen met een volle valentie schil zijn chemisch inert, (reageren nauwelijks)
Elektronen orbitalen
Een orbitaal is de ruimte waarin een elektron 90% van de tijd is, een soort wolk. Elke
elektronenschil bestaat uit een specifiek aantal orbitalen.
- Elk orbitaal bevat 2 elektronen
o Schil 1: 1s
o Schil 2: 2s, 2xp, 2yp, 2pz
Eerst vul je de 1s, daarna vul je 2s op, dan p.
,CONCEPT 2.3
Bindingen
Atomen met een incomplete valentieschil:
- probeert schil toch vol te krijgen
o Elektronenparen delen: covalente binding
o Elektronen overdragen: ionbining
Covalente binding:
- interactie tussen atomen
- elektronen paren delen
- elektronen “tellen” nu mee in de valentieschil
- (O heeft 6 elektronen: valentie van 2: 2 H
binden)
Molecuul = 2 of meer atomen gebonden door covalente bindingen
- enkele covalente binding: 1 elektronenpaar dedeeld (H2O – beide H 1 elektron – waterstof
binden)
- dubbele covalente bining: 2 elektronenparen gedeeld (CO2 – C bindt met 2 aan O, die
brengt ook 2 – 2 elektroenenparen gedeeld aan beide kanten)
- drievoudige covalente binding: … (geven 3 + krijgen 3)
Weergave moleculen:
- Moleculaire formule
- Lewis Dot stuctuur
- Structuur formule
- Space-Filling model
In een covalente binding worden elektronen niet altijd eerlijk gedeeld. Soms trekt het ene
atoom harder aan de elektronen dan een ander atoom (bv. in watermolecuul, O trekt harder
dan H). Dit is afhankelijk van de elektronegativiteit van een atoom.
- Afhankelijk van aantal protonen en de afstand van de schillen tot de kern, bepaald hoe
hard de kern aan de elektronen gaat trekken. Over het algemeen, naar rechts en naar boven
in het periodiek systeem → hogere elektronegativiteit → trekken het hardst aan de
elektronen (grootste O → N → S → C → ….)
Niet-polaire covalente bindingen
- Covalente bindingen waar de elektronen gelijk verdeeld zijn. (H – H)
- Verschil in elektronegativiteit < 0,5
Polaire covalente bindingen
- Elektronen dicht bij 1 van de atomen (H – O – H)
- Verschil in elektronegativiteit 0,5 – 1,6
- Zorgt voor partiële ladingen in het molecuul → lading verschillen zitten in molecuul
, Ionbindingen
Atomen nemen soms elektronen geheel over van
hun bindend partneratoom. Na de overdracht zijn
beide atomen geladen.
- Ion = geladen atoom/molecuul
o Kation is positief geladen +
o Anion is negatief geladen -
Zouten = chemische verbindingen die
ionbindingen vormen → vormen kristallen
Zwakke chemische interacties
Naast covalente bindingen zijn ook veel zwakkere interacties tussen moleculen/atomen:
Waterstofbruggen:
Waterstofatoom:
- covalent gekoppeld aan sterk elektronegatief atoom, (H2O, elektronen sterk naar O, dus H
beetje positief). Hierdoor is het aangetrokken tot een ander elektronegatief atoom omdat H
positief geladen is.
- Deze binding tussen een elektronegatief atoom en een positief H atoom zijn
waterstofbruggen
Van der Waals krachten
- Door toeval elektronen niet gelijkmatig verdeeld over molecuul. Elektronen bewegen
binnnen molecuul, kan leiden tot interne lading verschillen
- Daardoor aantrekkingskrachten tussen moleculen die erg dicht bij elkaar zijn
Zwakke chemische interacties zorgen dat veel grote biologische moleculen (eiwitten, DNA,
etc.) in vorm blijven. De interacties zijn reversibel (belangrijk als je DNA gaat republiceren).
Molecuulvorm en functie
De vorm van een molecuul wordt bepaald door positie van orbitalen. Op het moment dat een
molecuul bindingen gaat vormen, ontstaan er nieuwe orbitalen → Sp3 hybridisatie
