Dit document bevat de samenvatting van het hele boek. Hij is geschreven a.d.h.v. het boek en de lessen. Dus alle informatie van het boek is er in samengevat en bijkomstige informatie van de lessen zit er ook in. Met deze samenvatting heb ik een 14/20 behaald. Het deel van nomenclatuur zit in een an...
Samenvatting deel 2 algemene biochemie Christophe Ampe Bart Devreese
Samenvatting algemene biochemie deel 1 Christophe Ampe, Bart Devreese
Alles voor dit studieboek
(4)
Geschreven voor
Universiteit Gent (UGent)
Biochemie En Biotechnologie
Chemische Structuren
Alle documenten voor dit vak (3)
1
beoordeling
Door: pietjebellsenior • 1 jaar geleden
Verkoper
Volgen
celienverberckmoes
Ontvangen beoordelingen
Voorbeeld van de inhoud
Chemische structuren
1. Inleiding
1.3. Moleculaire structuur: een inleidende kijk
1.3.1. Atomen combineren ot molecules
moleculaire/brutoformule: informatie over de aard en het aantal van de elementen
aanwezig in een molecule
structuurformule: minstens ook informatie over chemisch bindingen in een molecule
→ illustreert ook de gewoonlijke valente of bindingskracht van elk element
→ om molecule op te stellen kennis aantal bindingen en geometrie
1.3.2. Lewisstructuren
→ heeft duidelijke chemische betekenis
→ in covalente binding wordt een elektronenpaar gelijkwaardig gedeeld tussen 2 atomen
→ aantal elektronen in covalente bindingen en als vrij elektronenpaar = aantal valentie-e-
lewistheorie
→ de vorming van een chemische binding eenvoudig benaderd
● enkel valentie-elektronen zijn betrokken bij het vormen van een chemische binding
● edelgassen vertonen een bijzondere stabiliteit omdat zij een volledig gevulde
valentieschaal hebben: edelgasconfiguratie stabiel octet
● de overige elementen hebben hetzij enkele valentie-elektronen te veel of te weinig
om een gevulde schil te hebben en iso-elektrisch te zijn met een edelgas
● elk element kan iso-elektrisch worden met een edelgas door 1 of meer chemische
bindingen te vormen
● wordt een elektronenpaar gedeeld dan ontstaat er een covalente binding
● worden elektronen getransfereerd dan ontstaat een ionaire binding
H 1 2 H20
→ totaal 8 valentie-elektronen (1+1+6)
H 1 2 → 12 eldelgasconfiguratie (2+2+8)
→ 4 elektronen delen (12-8) → 2 bindingen
O 6 8 → 2 vrije elektronenparen (8-4=4 , 4/2=2)
meervoudige bindingen (bindingsorde lewisstructuren en verband bindingsafstand)
→ bindingsorde geeft aan hoeveel covalente bindingen aanwezig zijn tussen 2 atomen
→ bindingsorde = aantal bindende elektronen tussen 2 atomen / 2
→ bindingsafstand neemt af met toenemende bindingsorde (experimenteel gemeten)
→ relatie bindingsafstand en bindingsorde in Lewisstructuur
1
,→ TRANSFERABILITEIT: gelijkaardige eigenschappen als idem fucntionele groepen
de Lewisstructuur: wat verteld het ons niet
→ als een molecule een lading heeft dan wordt deze ‘formeel’ toegekend aan een atoom
→ soms lewisstructuur zegt molecule is neutraal en geen formele lading
→ experimenteel stelt men vast dat elektrisch veld bestaat verklaard door partiële ladingen
→ kan ook niet werken met expliciete ladingen (H3O+ zei het pos lading op O, maar
experiment zei partiële nag lading op O en partiële plus ladingen op H)
→ lewisstructuur niet in staat om een correcte ladingsverdeling te geven
→ bij vb CHOO- weet hij niet waar de dubbele binding moet
→ experimenteel gekeken naar lengtes maar gezien dat lengte van de twee bindingen met
C-O even lang wat raar want 1 is dubbele
→ gezien dat beide O’s gelijkwaardige partieel negatieve lading dragen
→ oplossing resonantie: de echte structuur is een gewogen gemiddelde van verschillende
lewisstructuren
→ resonantiehybride (combo grensstructuren die betere voorstelling feitelijke structuur dan
elke aparte grensstructuur op zich (kanonieken)
→ zwakte: waar moet je stoppen met grensstructuren te verzinnen om tot de werkelijkheid te
geraken?
→ laat geen voorspelling toe
→ een lewisstructuur kan de werkelijkheid niet altijd bevatten
● nooit werkelijke geometrische figuur enkel topologische mapping van schikking van
bindingen
● geen gedetailleerde info omtrent de elektronenstructuur
○ formele ladingen niet altijd de correcte lading toegewezen aan atomen
○ lokaliseerd ladingen op atomen wanneer in werkelijkheid gedelokaliseerd
○
waarom falen Lewisstructuren?
● de veronderstelling aan de basis zijn fundamenteel verkeerd zodat de structuren die
ervan afgeleid worden slechts benaderingen kunnen zijn van de werkelijkheid
● het grootste probleem is dat intrinsiek verondersteld wordt dat elektronenparen
steeds gelokaliseerd zijn tussen 2 bindingspartners
→ verschillende voorbeelden gaven aan dat dit niet zo is
2. Kwantumtheorie
2.1. Chemische kwantummechanica
2.1.2. tijdsonafhankelijke Schrödingervergelijking
achtergrond: materie heeft een golfkarakter
→ deeltje dat voortbeweegt met lineair moment 𝑝 = 𝑚𝑣 moet golflengte λ = ℎ/𝑝hebben
−34
→ ℎ = 6, 6310. 10 𝐽𝑠 is de constante van Planck
→ de materie golf heeft als mathematische vorm: 𝑠𝑖𝑛 ( )
2π𝑥
λ
2
,→ de tijdsonafhankelijke variant op de Schrödingervergelijking geschreven als 𝐻ψ = 𝐸ψ
→ eerst moet het systeem volledig gedefiniëerd worden vooraleer Schrödinger
→ we werken met deze omdat Schrödinger t inbracht in originele vgl
→ RL krijgen we een meting, we weten wat de toestand op dat moment waard is
→ zoeken naar golffunctie waarvoor E zo laag mogelijk is
→ de Schrödingervergelijking opgesteld op set van n deeltjes te beschrijven in 3 onderdelen
● de energie E
● de golffunctie ψ(beschrijving toestand waarin systeem zit)
● de Hamiltoniaan operator H (zorgt ervoor dat ge toestand kunt beschrijven)
2.1.3. Wat is een golffunctie?
functie van 3 cartesische coördinaten van elk deeltje in een set van deeltjes onderzocht
→ golffunctie zal waarde toekennen aan systeem: pos/neg/nul
→ golffunctie is mathematisch gereedschap
● 1 deeltje, 1 dimensie → 𝚿(x)
● 1 deeltje, 3 dimensies → 𝚿(x,y,z)
● 2 deeltjes, 3 dimensies → 𝚿(x1,y1,z1,x2,y2,z2)
2.1.4. De Hamiltoniaan operator
recept om uit de golffunctie informatie in verband met de energie te weten te komen
→ werkt in op golffunctie om potentiële en kinetische energie van een set deeltjes in
bepaalde schikking te weten te komen
→ laten inwerken op 𝚿 dan krijg je meting (energie)
→ kan Hamiltoniaan opsplitsen in kinetische en potentiële Hamiltoniaan
𝐻Ψ = 𝑇Ψ + 𝑉Ψ = 𝐸𝑘𝑖𝑛Ψ + 𝐸𝑝𝑜𝑡Ψ = 𝐸Ψ
→ ^T de kinetische energie - operator
→ ^V de potentiële energie - operator
2.1.5. De energie: potentiële energie
→ plaatsenergie
→ ^V = potentiële energie - operator
→ compleet systeem afhankelijk
→ de onderlinge elektrostatische interactie tussen kernen en elektronen
𝑄1𝑄2
→ (som van bijdragen van de bijdragen van alle interagerende deeltjes 𝑟
)
→ waterstofatoom: (2deeltjes: kern en e-, 3dimensies) + tekening met onderlinge afstand
𝑄1𝑄2
● potentiële energie is de interactie tussen 2 geladen deeltjes (aantrekken) 4πε0𝑟12
→ dit is klassiek en nu vertalen naar operator
−𝑒. 𝑍𝑒 −𝑒²
● 𝑉= 4πε0𝑟𝑍𝑒
= 4πε0𝑟𝑍𝑒
(hier omdat Z=1)
→ eerste (-e) lading elektron = negatief
→ (Ze) is lading kern is Z keer de lading van een proton = positief
→ epsilon zorgt ervoor dat alles wat gedefinieerd wordt in termen van ladingen wordt
omgezet naar grootheden die compatibel zijn met afstand
3
, 2.1.6. De energie: kinetische energie
→ bewegingsenergie
→ ^T = kinetische energie - operator
ħ 𝑑²
● (1deeltje, 1dimensie) : − 2𝑚 𝑑𝑥²
Ψ(𝑥)
● (1deeltje, 3dimensies) :
ħ
(𝑑²
− 2𝑚 𝑑𝑥² + 𝑑𝑦²
𝑑²
+
𝑑²
𝑑𝑧² )Ψ(𝑥, 𝑦, 𝑧) =− ħ
2𝑚
∇²Ψ(𝑥, 𝑦, 𝑧)
● (2deeltjes, 3dimensies) :
ħ ħ
− 2𝑚1
∇1²Ψ(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1, 𝑥2, 𝑦2, 𝑧2) − 2𝑚21
∇2²Ψ(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1, 𝑥2, 𝑦2, 𝑧2)
→ omdat 2 deeltjes beiden andere massa misschien
𝑁
ħ 1
● (Ndeeltjes, 3dimensies) : − 2
∑ 𝑚𝑖
∇𝑖²Ψ(𝑥1,..., 𝑧𝑛)
𝑖=1
● is in essentie de tweede afgeleide van de golffunctie met iets daarvoor
→ moet niet weten waarom, het werkt en dat is voldoende
→ kinetische energie beschreven als tweede afgeleide van golffunctie in functie van de 3N
coördinaten, voor een specifieke schikking van de N deeltjes
𝑁
ℎ² 1 ²
− 8π²
∑ 𝑚𝑖
∇𝑖 ψ
𝑖=1
→ hierin gaat de som over de bijdragen van alle N deeltjes, mi is massa van i-de deeltje en
∇i2𝜓 is de tweede afgeleide van 𝜓 naar elk van de x, y en z coördinaten van het i-de deeltje
𝑁
ℎ ħ² 1 ²
→ vaak gebruik ħ = 2π
om te vereenvoudigen tot − 2
∑ 𝑚𝑖
∇𝑖 ψ
𝑖=1
→ uitdrukking kin energie gebaseerd op hypothese van Schrödinger, gebaseerd op analogie
met theorie van Broglie
→ kinetische energie afhankelijk van de kromming (vorm) van de golffunctie
→ als golffunctie een scherpe kromming vertoont, is de 2de afgeleide groot
→ bij zwakke kromming is de 2de afgeleide klein
2.1.7. De energie: de totale energie E
→ varieert niet voor geïsoleerd dynamisch systeem dat geen energie uitwisselt omgeving
2.1.8. Het oplossen van een kwantumprobleem
→ start steeds met gegeven set van deeltjes, kernen van bepaalde massa en lading, en
gegeven aantal elektronen (definiëren systeem)
→ doel is vinden golffunctie
→ Hamiltoniaan op golffunctie inwerken dan komt er exact dezelfde golffunctie weer uit
→ elke oplossing voor golffunctie die kan verzekeren dat kinE en potE elkaar compenseren
levert correcte golffunctie op
→ veel verschillende oplossingen maar niet elke golffunctie die men kan bedenken is
oplossing
4
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper celienverberckmoes. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €4,99. Je zit daarna nergens aan vast.
