Bindingen en polariteit (Scheikunde vwo), les 2: Examentraining

• New lesson editor
• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introduction

Examentraining met vier vraagtypen: ruimtelijke bouw en hoek, dipool of niet, kookpunt verklaren, oplosbaarheid en bindingen. Acht vragen in examenstijl met stappen en tips.

Schaatsenrijder op water, Schäftlarn 2009 (foto: Richard Bartz, CC BY-SA 2.5)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Examentraining

Bindingen en polariteit: zo pak je examenvragen aan

Les 2 van 3. Laat leerlingen in tweetallen overleggen bij de open vragen. Image credit: Richard Bartz / Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Wat ga je kunnen?

Ik kan ruimtelijke bouw en dipool bepalen en kookpunt en oplosbaarheid verklaren met de bindingen binnen en tussen moleculen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Zo pak je een examenvraag aan

• 1. Lees: welke stof of welk deeltje, en welk gegeven (formule, structuur, kookpunten)?

• 2. Bouw: tel bindingen en vrije paren, bepaal de ruimtelijke bouw en of het molecuul een dipool is.

• 3. Koppel: welke bindingen werken binnen en welke tussen de deeltjes?

• 4. Schrijf: noem de eigenschap, de soort binding en tussen welke deeltjes die werkt.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Vraagtype 1: ruimtelijke bouw en hoek

• Tel de bindingspartners en de vrije paren om het atoom: dat is het omringingsgetal.

• 2 is lineair (180°), 3 is plat vlak (ongeveer 120°), 4 is een tetraëder (ongeveer 109°).

• Een dubbele of drievoudige binding telt voor één omringing.

In NH₄⁺ zit N met vier bindingen aan H. Welke ruimtelijke bouw heeft het ion?

A

Plat vlak, bindingshoek ongeveer 120°

B

Lineair, bindingshoek 180°

C

Tetraëder, bindingshoek ongeveer 109°

D

Plat vierkant, bindingshoek 90°

Syllabus M1.16: N heeft 4 bindingspartners en geen vrije paren, dus 4-omringing: tetraëder. Verwachte fout: plat vierkant kiezen omdat het er in een tekening zo uitziet.

HCN is H–C≡N. Geef vorm en bindingshoek.

Syllabus M1.16. Een goed antwoord: lineair, 180°. C heeft twee bindingspartners (H en N); de drievoudige binding telt voor één omringing, dus 2-omringing. Verwachte fout: 4 omringing tellen door de drie strepen mee te tellen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Vraagtype 2: dipool of niet

• Zoek eerst de polaire bindingen met de elektronegativiteit (Binas of gegeven).

• Bepaal dan de ruimtelijke bouw: liggen de polaire bindingen symmetrisch, dan heffen ze elkaar op.

• Noem in je antwoord zowel de polaire bindingen als de bouw.

CH₂Cl₂ is tetraëdrisch gebouwd met polaire C–Cl bindingen. Is het een dipool?

A

Nee, de vier bindingen heffen elkaar op

B

Ja, de polaire bindingen liggen asymmetrisch

C

Nee, want C–H bindingen zijn apolair

D

Ja, want het bevat twee soorten atomen

Syllabus M3.5: er zijn twee Cl en twee H rond C, dus de polaire C–Cl bindingen liggen niet symmetrisch en er is een som. Verwachte fout: de tetraëder symmetrisch noemen, terwijl de vier atomen om C niet gelijk zijn.

SO₂ (S 3-omringing; EN S 2,6, O 3,4): dipool?

Syllabus M1.16, M3.5. Het verschil in elektronegativiteit (3,4 − 2,6 = 0,8) maakt de S–O bindingen polair. S heeft twee bindingspartners en één vrij paar: 3-omringing, plat vlak, O–S–O ongeveer 120° en niet lineair. Een goed antwoord: ja, de bindingen liggen niet symmetrisch, dus de polaire bindingen heffen elkaar niet op en er is een δ⁻ kant (O) en een δ⁺ kant (S). Verwachte fout: zeggen dat het molecuul symmetrisch en dus apolair is, zoals CO₂.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Vraagtype 3: kookpunt verklaren

• Vergelijk eerst de molecuulmassa en de vorm: vanderwaalsbindingen.

• Kijk dan naar dipolen en O–H of N–H groepen: dipool-dipoolbindingen en waterstofbruggen.

• Het kookpunt gaat over de bindingen tussen de moleculen, niet over de atoombindingen.

Kookpunten: HCl −85 °C, HBr −67 °C, HI −35 °C. Waarom stijgt het kookpunt?

A

Sterkere dipool-dipoolbindingen

B

Sterkere atoombindingen in het molecuul

C

Meer waterstofbruggen

D

Grotere massa, sterkere vanderwaalsbinding

Syllabus M3.1, M3.3. De molecuulmassa neemt toe van HCl naar HI, dus de vanderwaalsbindingen worden sterker. De dipool wordt juist zwakker (elektronegativiteit Cl > Br > I, zie Binas). HCl, HBr en HI hebben geen O–H of N–H groep. Verwachte fout: dipool-dipoolbindingen kiezen.

C₂H₅OH kookt op 78 °C, CH₃OCH₃ op −24 °C. Waarom?

Syllabus M3.1, M3.3. Een goed antwoord: beide zijn C₂H₆O met dezelfde molecuulmassa, maar alleen ethanol heeft een O–H groep en vormt waterstofbruggen tussen de moleculen. Dimethylether heeft alleen vanderwaals- en dipool-dipoolbindingen. Verwachte fout: de molecuulmassa als oorzaak noemen.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Vraagtype 4: oplosbaarheid en bindingen

• Bepaal of de stof polair of apolair is en of er O–H of N–H groepen zijn.

• Een lange apolaire keten maakt een stof hydrofober, ook met een OH-groep.

• Noem bij oplossen de bindingen die verbroken worden en de bindingen die ontstaan.

Methanol mengt met water in elke verhouding, 1-hexanol (C₆H₁₃OH) slecht. Waarom?

A

Methanol is apolair, 1-hexanol polair

B

Methanol heeft een grotere molecuulmassa

C

1-hexanol vormt geen waterstofbruggen

D

De apolaire C₆-keten weegt zwaarder dan OH

Syllabus M3.6, M3.7. Beide hebben een OH-groep en kunnen waterstofbruggen met water vormen; bij 1-hexanol overheersen de vanderwaalsbindingen van de lange keten. Verwachte fout: zeggen dat 1-hexanol geen waterstofbruggen vormt.

Welke bindingen ontstaan bij ethanol in water?

Syllabus M3.9. Een goed antwoord: waterstofbruggen tussen ethanolmoleculen en watermoleculen (O–H van de een aan O van de ander). Verwachte fout: zeggen dat de atoombindingen in ethanol breken.

Welk vraagtype vind jij het lastigst?

1

Ruimtelijke bouw en hoek

2

Dipool of niet

3

Kookpunt verklaren

4

Oplosbaarheid en bindingen

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · BINDINGEN

Tips voor op het examen

• Tel bij VSEPR bindingspartners plus vrije paren; een meervoudige binding telt voor één.

• Een molecuul is alleen een dipool met polaire bindingen én een asymmetrische bouw.

• Kookpunt en smeltpunt gaan over de bindingen tussen moleculen, niet erin.

• Een waterstofbrug heeft een H van O–H of N–H nodig en een vrij paar van O of N.

• Noem bij elke verklaring de soort binding én tussen welke deeltjes die werkt.