1.1 atoombouw en periodiek systeem
Circa 450 v.Chr. 1808 1987 1911 1914 1932
Demokritos Dalton Thomson Rutherford Bohr Chadwick
Pas vanaf het atoommodel van Bohr zijn er elektronenschillen. De eerste heet K, de tweede L, de derde M.
er passen 2, 8 en 18 elektronen in.
Deeltje Plaats Lading (e) Massa (u)
Proton (p+) Atoomkern 1+ 1,0073
Neutron (n) Atoomkern 0 1,0087
Elektron (e-) Elektronenwolk 1- 0,00055
Omdat de ladingen zo klein zijn worden ze het elementair ladingskwantum e genoemd gelijk aan
1,60 x 10-19 Coulomb, tabel 7A.
Het atoomnummer van een atoom geeft weer hoeveel
Voorbeeld:
protonen er in de kern zitten, dit getal staat linksonder: 37
17Cl, geef het aantal protonen, neutronen en
8O. Het aantal elektronen is gelijk aan het aantal
elektronen en maak hier een tekening van.
protonen. Bij een chemische reactie verandert het aantal
Het atoomnummer is 17, dus 17 protonen en
protonen nooit. In de kern zitten ook neutronen. De
elektronen in het atoom. 37-17= 20 neutronen
meeste atoomsoorten bestaan uit isotopen: atomen met
in de atoomkern. Een atoom heeft 3 schillen,
dezelfde hoeveelheid protonen in de kern, maar een
2-8-18 dus de schil K heeft er 2, schil L heeft er
ander aantal neutronen. Dit kan je zien aan het
8 en schil M heeft er 7.
massagetal (aantal protonen + aantal neutronen) staat
linksboven of ernaast: 16O of O-16. De isotopen staan in
tabel 25A. Als er in de tabel staat dat er geen percentage
in de natuur voorkomt is het kunstmatig gemaakt.
Overzicht:
Atoomnummer, linksonder: protonen = elektronen
Massagetal, linksboven of ernaast: protonen + neutronen
De massa van een atoom is erg klein daarom Voorbeeld:
gebruiken we de atomaire massa-eenheid u. 35
Cl 34,96885 u 75,78%
-27
Een atoom is 1,66 x 10 kg, tabel 7B. De 37
Cl 36,96590 u 24,22%
relatieve atoommassa A is de gemiddeld Bereken de relatieve atoommassa. En leg uit waarom dit
gewogen atoommassa. Je kunt de relatieve klopt.
atoommassa berekenen door het percentage 34,96885 x 0,7578 + 36,96590 x 0,2422 = 35,45 u. Als je
uit je BINAS naar 1,0 te maken en dat keer de u in het periodiek systeem in tabel 99 kijkt zie je dat het
te doen, vervolgens doe je dat + alle andere massagetal van chloor (Cl) inderdaad 35,45 u is.
isotopen van dat atoom.
In het periodiek systeem vind je horizontaal perioden (zelfde hoeveelheid elektronen in de schil) en
verticaal vind je de groepen (vergelijkebare eigenschappen, reactiviteit). De eigenschappen van een atoom
worden bepaald door het aantal elektronen in de buitenste schil: de valentie-elektronen. De verdeling van
elektronen in de schillen noemen we elektronenconfiguratie.
, In groep 18 vind je de edelgassen. Deze stoffen
werden later pas ontdekt omdat ze niet of nauwelijks
reageerden met andere stoffen. Edelgassen hebben
steeds 2 of 8 elektronen in de buitenste schil, de
edelgasconfirguratie. De buitenste schil is simpelweg
vol. Halogenen, groep 17, reageren makkelijk met
andere stoffen en nemen daarbij 1 elektron op. De
edelgasconfirguratie is stabiel als de buitenste schil
die ene elektron toevoegt. Alkalimetalen, groep 1,
reageren heftig met water en halogenen dat komt
doordat zij 7 elektronen nodig hebben en halogenen
1 dus als ze uitwisselen zijn ze allebei stabiel.
Aardalkalimetalen, groep 2, reageren goed met groep 16 Element Molecuulformule
omdat die 2 elektronen nodig hebben en groep 2 heeft er 6 Fluor F2 (g)
nodig.
Chloor Cl2 (g)
Het periodiek systeem kan je makkelijk opdelen in 2
Broom Br2 (l)
atoomsoorten: metalen en niet-metalen. Eigenschappen van
Jood I2 (s)
metalen zijn: glanzend, geleiden stroom en warmte goed,
Zuurstof O2 (g)
zelfde symbool.
Stikstof N2 (g)
Eigenschappen van niet-metalen: gasvormig bij
kamertemperatuur, ander symbool. Waterstof H2 (g)
Voorbeeld:
Alle elementen met een groter atoomnummer dan uranium Stel dat er aanvankelijk een aanzienlijke
(atoomnummer 92) zijn synthetische elementen (geen hoeveelheid 244Pu op aarde voorkwam. Is
natuurlijke elementen). De eerste kunstmatige elementen het dan aannemelijk dat deze inmiddels
werden geproduceerd door atoombommen. Alle elementen helemaal is vervallen? Licht je antwoord
vanaf atoomnummer 99 hebben een korte levensduur en komen toe met een berekening.
alleen in het laboratorium voor. De stabiliteit is uit te drukken in De aarde bestaat 4,65 x 109 jaar: 8,2 x 107
halveringstijd of halfwaardetijd (halveringstijd Pu-244) = 57. (0,5)57 =
(0,5) aantal jaren: aangegeven halveringstijd in BINAS-tabel 25A met het juiste massagetal 6,94x 10-18
Hij is niet helemaal vervallen, maar
doordat hij nagenoeg 0 is zou je kunnen
zeggen dat hij bijna is ‘uitgestorven’.
1.2 de hoeveelheid stof
Je kunt allemaal informatie opschrijven over wat mol inhoudt en de molecuulmassa, maar mol is
simpelweg de chemische hoeveelheid en de molecuulmassa is de massa van het molecuul die bepaald uit
hoeveel atomen een molecuul is opgebouwd. Eigenlijk hoef je alleen 1 tabel uit je hoofd te weten.
V = volume in mL
p = dichtheid in kg m-3
m = massa in gram
M = molaire massa in u
n = hoeveelheid stof in mol
Na = getal van Avogadro 6,02 x 1023
N = aantal deeltjes
, 1.3 rekenen aan gehaltes
Bij mengsels druk je uit hoe groot het gehalte van een bepaalde stof in het mengsel is, dit kan op
verschillende manieren. Zoals in massa-eenheden. Als het gaat om honderdste delen heb je te maken met
een massapercentage. Wanneer het gaat om een klein getal druk je het uit in parts per million, ppm
(x 10-6). Of in parts per billion, ppb (x 10-9). Als je te maken hebt met vloeistoffen en gassen maak je gebruik
van volumepercentage. Formules:
Massa% = mstof : mmengsel x 100 (stof is deel, mengsel is geheel)
Massa ppm = mdeel : mgeheel x 106
Massa ppb = mdeel : mgeheel x 109
Volume% = Vstof : Vmengsel x 100 (stof is deel, mengsel is geheel)
Een grootheid kun je meten en het symbool is cursief geschreven. De grootheid wordt altijd in een eenheid
uitgedrukt. Volume V wordt aangegeven in m3. Hoe nauwkeurig je meet hangt af van de significantie.
0,01 heeft 1 significant cijfer. 4,6902 heeft er 5 en 6,20 heeft er 3. Wanneer je 8900 m op moet schijven in
2 significante cijfers doe je 8,9 x 103 m. Dit noem je de wetenschappelijke notatie, er staat 1 getal voor de
komma. Als je de gemiddelde meetwaarde wil weten doe je een experiment meerdere keren om de
meetwaarde zekerder te weten, telwaarden zijn gehele getallen.
Optellen en aftrekken, eindantwoord krijgt zelfde aantal decimalen als kleinste getal in de
berekening. 1,003 m + 0,5 m = 1,503 m à 1,5 m
Delen en vermenigvuldigen, eindantwoord krijgt zelfde aantal significante cijfers als kleinste getal in
berekening. 3,34 m x 5,026 m = 16,78684 m2 à 16,8 m2
Beide in werking?
(1,003 m + 0,5 m) x 3,33 m s-1 = 1,503 x 3,33 = 5,00499 à 5,0 m omdat 1,503 na het optellen 1,5
wordt en je dus 2 significante cijfers hebt.
De tussenuitkomst rond je NOOIT af!
1.4 rekenen aan reacties C6H12O6 (s) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l)
Je kijkt eerst hoeveel atomen er van de dikgedrukte
Om te rekenen aan een reactie moet je zorgen stoffen aan de andere kant moeten komen te staan
dat deze kloppend is. Mocht je vergeten zijn hoe à 6 C’tjes, 12 H’tjes en 8 O’tjes
dit moet, zie de tabel hiernaast. De coëfficiënten Dit doe je nu eventjes
die voor de stoffen staan kun je achter elkaar C6H12O6 (s) + O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)
zetten in een molecuulverhouding. (1:6:6:6) Zoals je ziet heb je te veel O’tjes
Dit kun je omzetten in een molverhouding 1 mol Die plaats je nu extra voor de O2
glucose verbruikt 6 mol zuurstof voor het C6H12O6 (s) + O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)
ontstaan van 6 mol koolstofdioxide en 6 mol 18 – 6 = 12 (rechts – glucose = aantal O’tjes bij zuurstof)
water. Zo kun je alles netjes berekenen als je een 12: 2 = 6O2
kloppende reactievergelijking hebt. Dat gaan we C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6CO2 (g) + 6H2O (l)
uitwerken in het voorbeeld hieronder. Nu heb je een kloppende reactievergelijking
Voorbeeld:
Een auto rijdt op benzine, C8H18 (l). Bereken hoeveel kg zuurstof je nodig hebt voor de volledige verbranding
van 1,00 kg benzine in een automotor.
2C8H18 (l) + 25O2 (g) à 16CO2 (g) + 18H2O (g)
2:25:16:18
1000 gram : 114,224 g/mol = 8,755 mol C8H18 (l)
8,755:2=Ans x 25 = 109,4 mol zuurstof
109,4 mol x 32 g/mol = 3500,8 gram :100 = 3,5008 à 3,50 kilogram zuurstof