Samenvattingen Scheikunde
Hoofdstuk 1: Microstructuren ................................................................................................................. 2
Hoofdstuk 2: Brandstoffen ...................................................................................................................... 5
Hoofdstuk 3: Zouten ................................................................................................................................ 7
Hoofdstuk 4: Energie en chemie in beweging ......................................................................................... 9
Hoofdstuk 5: Evenwichten .................................................................................................................... 11
Hoofdstuk 6: Zuren en basen ................................................................................................................ 14
Hoofdstuk 7: Ruimtelijke bouw van moleculen .................................................................................... 17
Hoofdstuk 8: Organische chemie .......................................................................................................... 20
Hoofdstuk 9: Redoxchemie ................................................................................................................... 22
Hoofdstuk 10: Reactiemechanismen..................................................................................................... 25
Hoofdstuk 11: Materialen ..................................................................................................................... 29
Hoofdstuk 12: Analytische chemie ........................................................................................................ 33
Hoofdstuk 13: Chemie van het leven .................................................................................................... 36
Hoofdstuk 14: Groenere chemische industrie ...................................................................................... 39
,Hoofdstuk 1: Microstructuren
1.1
Alle stoffen bestaan uit een combinatie van atomen. Als de atomaire samenstelling van
een stof bekend is, kunnen de eigenschappen vrij nauwkeurig voorspeld worden.
Het aantal protonen dat zich in de kern bevindt, bepaalt het atoomnummer van atomen.
Van de meeste elementen bestaan er meerdere isotopen. Isotopen zijn atomen die
hetzelfde aantal protonen in de kern hebben, maar een ander aantal neutronen. Het
massagetal is het aantal protonen en neutronen in de kern.
1.2
Telkens wanneer een nieuwe schil wordt aangesproken om elektronen in te plaatsen,
wordt een nieuwe periode gestart.
De elektronenconfiguratie is de manier waarop de elektronen zich verdeeld hebben over
de schillen. De elektronenconfiguratie bepaald dan ook de chemische eigenschappen van
het element. De elektronen in de buitenste schil, de valentie-elektronen, spelen daarbij
de belangrijkste rol.
Er zijn 18 groepen in het periodiek systeem. De 18de groep elementen zijn edelgassen.
Deze werden pas laat ontdekt omdat de atomen stabiel zijn, en daardoor nauwelijks
reageren. Edelgassen hebben steeds 2 of 8 valentie-elektronen, en dat wordt dan ook de
edelgasconfiguratie genoemd.
Het feit dat stabiele deeltjes over het algemeen 8 elektronen in de buitenste schil
hebben wordt de octetregel genoemd.
De elementen uit groep 1 zijn de alkalimetalen. Deze elementen reageren heftig met
water en met de elementen uit groep 17, de halogenen. De elementen uit groep 2 zijn de
aardalkalimetalen.
1.3
In vaste fase zitten metalen in een metaalrooster. Door dit rooster worden de vrij
bewegende elektronen aangetrokken, waardoor een stevige metaalbinding wordt
gevormd. Hierdoor hebben metalen over het algemeen een hoog smelt- en kookpunt.
Door het metaalrooster kunnen elektronen vrij bewegen. Dit zorgt voor de eigenschap
dat metalen een goede geleiding van warmte en elektriciteit hebben.
Nog een eigenschap van metalen is dat ze vervormbaar zijn. Metaal breekt niet snel,
maar er zullen eerder deuken in ontstaan.
Door twee metalen te mengen ontstaan er weer nieuwe metalen, die heten legering of
alliage. Een legering kan hele andere eigenschappen vertonen dan de aparte metalen.
Een legering kan sterker zijn, of juist zwakker dan de metalen apart. Koolstof gemengd
met ijzer noem je gietijzer. Door het koolstof is het metaalrooster niet meer in tact, en
daardoor breekt gietijzer als je er te veel kracht op zet, en vervormt dus niet.
2
, Een erts is een gesteente of mineraal dat een economisch winbaar gehalte van een
metaal bevat, met andere woorden: een steen gemengd met een metaal. Meestal
komen alleen de onedele metalen voor in ertsen omdat ze makkelijk een reactie aangaan
met andere stoffen op aarde. Maar er kunnen ook ertsen van edelmetalen ontstaan.
1.4
Door het vormen van een of meerdere atoombindingen ontstaan er stabiele groepjes
atomen, die we moleculen noemen. Een molecuulformule geeft aan welke atomen zich
in een molecuul bevinden, en in een structuurformule wordt duidelijk gemaakt hoe de
atomen in een molecuul onderling zijn verbonden. Het gedeelde elektronenpaar wordt
hierin aangegeven met een streepje.
Het aantal elektronen dat een atoom te kort komt, wordt de covalentie genoemd. Een
atoombinding wordt ook wel een covalente binding genoemd.
De binding die moleculen bij elkaar houdt in de vaste en vloeibare fase heet de
vanderwaalsbinding. De binding is het gevolg van tijdelijke ladingsverschillen in het
molecuul (+/-). Lange, zware moleculen hebben sterkere vanderwaalsbindingen dan
lichte en vertakte moleculen.
Stoffen die gemaakt worden door organismen, bevatten C en H atomen. Deze koolwater-
stoffen noemen we organische moleculen. Stoffen die niet gemaakt worden door
organismen noemen we anorganische moleculen. De systematische naam van een stof
bestaat uit woorden, niet uit elementen. Veelvoorkomende moleculen staan soms beter
bekend onder hun triviale naam.
1.5
Een zout in de scheikunde is een verbinding die uit metaalatomen en niet-metaalatomen
bestaat. Een zout bestaat uit positieve en negatieve ionen.
Omdat positieve en negatieve ionen elkaar aantrekken, is de ionbinding dan ook heel
sterk. De ionbinding wordt over het algemeen sterker naarmate de ionen een grotere
lading hebben.
In vaste fase kunnen zouten geen stroom geleiden, maar in vloeibare fase wel.
1.6
Bij water is de atoombinding tussen het zuurstof- en het waterstofatoom niet
gelijkwaardig: de zuurstofatomen hebben een hoge elektronegativiteit. Hierdoor
ontstaat er een positieve en een negatieve kant aan het molecuul: een dipoolmolecuul.
Door de permanente ladingsscheiding ontstaan er tussen watermoleculen bindingen die
niet zo sterk zijn als ionbindingen, maar veel sterker dan vanderwaalsbindingen: de
waterstofbrug.
Alleen moleculen die ook een waterstofbrug kunnen vormen, worden tussen de
watermoleculen gelaten. Deze stoffen worden hydrofiel genoemd.
3
, Stoffen die geen waterstofbrug kunnen vormen worden hydrofoob genoemd.
1.7
Omdat het onhandig is om met grote getallen te werken, heeft men de constante van
Avogrado, oftewel de mol geïntroduceerd. Als je het over 1 mol units hebt worden er
6,02 x 1023 deeltjes bedoeld. 1 mol units komt overeen met 1 gram.
De massa van een stof wordt uitgedrukt in de molmassa M in gram/mol.
Uit de reactievergelijking kun je bepalen in welke molverhouding een stof voorkomt.
4
, Hoofdstuk 2: Brandstoffen
2.1
De energie die vrijkomt bij een verbrandingsreactie zit opgeslagen in de brandstof. De
energie die vrij kan komen heet chemische energie.
Een reactie waarbij chemische energie wordt omgezet in een andere vorm van energie
heet een exotherme reactie. Als de chemische energie toeneemt in een reactie, is het
een endotherme reactie.
De hoeveelheid energie die vrijkomt per mol verbrande stof wordt de verbrandings-
warmte genoemd. Als de waarde negatief is, betekent dat de reactie exotherm is.
In een energiediagram kun je precies zien hoe het proces van een reactie verloopt. In het
diagram vind je de overgangstoestand en de activeringsenergie. De temperatuur waarbij
een stof spontaan een verbranding begint, heet de ontbrandingstemperatuur.
2.2
Koolwaterstoffen worden ook wel organische moleculen genoemd omdat koolwater-
stoffen voor bijna 100% gevormd zijn door organismen.
De eenvoudigste koolwaterstoffen zijn onvertakt en hebben eenvoudige bindingen: de
alkanen. De algemene molecuulformule voor alkanen is CnH2n+2.
De rest van de paragraaf is naamgeving zie parate kennis.
2.3
Een H-atoom aan een koolstof kan vervangen worden door een ander atoom of een
atoomgroep. Dit heet een substituent. Als een substituent alleen uit koolstof- en water-
stofatomen bestaat, is het een zijtak. Als er minstens één andere atoomsoort bij zit heet
het een karakteristieke groep.
De meeste karakteristieke groepen kunnen met een voorvoegsel of een achtervoegsel
aangeduid worden. De karakteristieke groep met de hoogste prioriteit komt achteraan,
de rest komt vooraan op alfabetische volgorde.
2.4
Als dikke lagen plantaardig materiaal bedekt worden met klei en zand, ontstaat er een
grote druk op de plantenresten. De temperatuur neemt hierdoor ook toe en er treedt
thermolyse op. In het eerste stadium ontstaat veen of turf. Als je het langer laat liggen
ontstaat er in het tweede stadium bruinkool. Als je het nog langer laat liggen ontstaat er
steenkool.
Ook aardolie is een product van thermolyse van organische resten onder hoge druk en
temperatuur, alleen liggen deze organische resten op de oceaanbodem. Ruwe aardolie is
een mengsel van voornamelijk alkanen, cycloalkanen en aromaten. Daarom wordt ruwe
olie opgewerkt tot hoogwaardiger producten in olieraffinaderijen.
5
