H2 laatste les

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4

H2

Leerdoelen

• de geschiedenis van het atoom in het kort

• uitleggen waarom we gebruik maken van modellen bij scheikunde
• massa, plaats en lading noemen van proton, neutron en elektron
  
• uitleggen wat atoomnummer en massagetal betekenen
  
• Binas gebruiken om atoom te beschrijven / tekenen

Periodiek systeem

• Een horizontale rij: periode
  
• => Gerangschikt op massa

• Een verticale kolom: groep
• => Gerangschikt op eigenschappen

Speciale groepsnamen:

• Groep 1: alkalimetalen
  
• Groep 2: aardalkalimetalen
  
• Groep 17: halogenen
  
• Groep 18: edelgassen

§2.2 Bouw van een atoom

"Een atoom is een massief bolletje".
Elke atoomsoort heeft zijn eigen afmeting.

1808 - John Dalton

Kleuren atoommodellen

§2.1

Het atoommodel van Rutherford:

• Kern met protonen en neutronen
• Rond de kern zit de 'elektronenwolk'

• Een atoom is elektrisch neutraal

§2.1 Bouw van een atoom

"De elektronen zitten in verschillende bolvormige banen rond de kern".

1913 - Niels Bohr 

§2.2 Bouw van een atoom

Het atoommodel van Bohr:

• Kern met protonen en neutronen
• Rond de kern zitten elektronen georganiseerd in schillen

• Een atoom is elektrisch neutraal

§2.1 Isotoop

• Zelfde element, ander massagetal
• => verschillend aantal neutronen 

Het element fluor heeft atoomnummer 9 en massagetal 19. De bouw van het atoom is dus

1. 19 p, 10 n, 19 e
2. 9 p, 10 n, 9 e
3. 10 p, 9 n, 10 e
4. 9 p, 19 n, 9 e

Bij wie past
deze omschrij-
ving van het
atoommodel?

1. John Dalton
2. Ernest Rutherford
3. Niels Bohr

Isotopen verschillen van elkaar in ...

1. Aantal protonen
2. Aantal elektronen
3. Aantal protonen en elektronen
4. Aantal neutronen

Geef de massagetallen van de drie koolstof isotopen.

1. 6-6-6
2. 6-7-8
3. 12-13-14
4. 18-19-20

In de natuur komen twee isotopen van koolstof voor: C-12 en C-13. Hiernaast zie je de kernen van beide isotopen.
Hoe kan je deze twee vormen van koolstof van elkaar scheiden?

1. Met een chemische reactie want de isotopen reageren soms verschillend
2. Met een centrifuge want de isotopen verschillen in massa
3. Je kan ze niet scheiden.

Leerdoelen

• hoe de elementen gerangschikt zijn in het periodiek systeem 
• de namen van groep 1, 2, 17 en 18 uit het periodiek systeem
• wat de edelgasconfiguratie  
• wat ionen zijn

• aan de hand van het periodiek systeem de ladingen van ionen afleiden

De perioden in het periodiek systeem zijn gerangschikt op:

1. Stofeigenschappen
2. Massa
3. Reactiviteit
4. Groepen

Groep 2 van het periodiek systeem zijn de:

1. Alkalimetalen
2. Halogenen
3. Edelgassen
4. Aardalkalimetalen

In welke groep staan de edelgassen in het periodiek systeem?

1. groep 1
2. groep 2
3. groep 17
4. groep 18

Ionen

• + ion staat elektronen af 
• (metalen)

• - ion neemt elektronen op
• (niet-metalen)

Ionen

• Neutraal atoom heeft gelijk aantal protonen (+) en elektronen (-).
• Ion heeft afwijkend aantal elektronen, waardoor een geladen deeltje ontstaat.
• Metaalatomen vormen positief geladen ionen, doordat ze elektronen weggeven, bijv. Na⁺ en Ca²⁺.
• Niet-metaalatomen vormen negatieve ionen, bijv. Cl^- en O^2-.
• Ladingen te vinden in Binas tabel 40A, soms te voorspellen met elektronenconfiguratie.

Ionen

• Elektron gaat niet zomaar weg
• Kan alleen als er een deeltje in de 'buurt' is die het elektron kan opnemen.

Ionlading volgens P.S.

• Plaats in periodiek systeem heeft invloed op de lading van ionen, i.v.m. edelgasconfiguratie
• Alle atomen streven naar een 'volle' buitenste schil

Groep 1	Groep 2	Groep 3 - 12	Groep 13	Groep 15	Groep 16	Groep 17
1+	2+	Overwegend 2+ (Leren: de uitzondering)	3+	3-	2-	1-

Hoeveel protonen heeft een fluoride-ion (F-)?

1. 8
2. 9
3. 10
4. 19

Hoeveel elektronen heeft een titaan(II)ion (Ti2+)?

1. 20
2. 22
3. 24
4. 26

Atomaire massa-eenheid

De Atomaire massa-eenheid wordt uitgedrukt in u

Atomen zijn namelijk hééééééééél klein, 

de massa is dus ook hééééééééél klein.

Vandaar een aparte eenheid (u)

Atomaire massa-eenheid

                                                       (zie ook BINAS Tabel 7B)

Een zuurstofatoom heeft een Relatieve atoommassa van

16,00 u

Hoeveel kg weegt dan 1 zuurstof atoom?: 

16,00⋅1,66⋅10​−27​​kg=2,656⋅10​−26​​kg

1u=1,66⋅10​−27​​kg

Massa proton = 1,0 u
Massa neutron = 1,0 u
Massa elektron = 0,00055 u

• Massa elektronen is dus verwaarloosbaar!

Molecuulmassa

Massa atomen bij elkaar op tellen

VB. Massa van H₂O:

• 2 x H = 2 x 1,008 = 2,016 u
• 1 x O = 1 x 16,00 = 16,00 u
• 2,016 + 16,00 = 18,016 u

Wat is de molmassa van een mol water?

1. 14 gram
2. 16 gram
3. 18 gram
4. 20 gram

Gemiddelde atoommassa

Hoe komen ze nu aan die atoommassa?

Zie tabel 25 (Isotopen)

De atoommassa in periodiek systeem is de gemiddelde massa van de isotopen

Voorbeeld.       Gemiddelde atoommassa van magnesium

(78,99 x 23,98504) + (10,00 x 24,98584) + (11,01 x 25,98259)   /   100

                                     

=   24,30505026 = 24,31 u

Ionmassa

Wat is het verschil tussen een ion en een atoom?

Ionmassa

Het aantal elektronen verschilt. Deze hebben een verwaarloosbare massa, dus de ionmassa is hetzelfde als de atoommassa.

Massa O = 16,00 u

Massa O^2- = 16,00 u

m% atoom in molecuul

massapercentage van zuurstof in zwavelzuur (H₂SO₄):

• massa zuurstof: 4x O = 4x 16,00 = 64,00 u
• massa zwavelzuur: 2x H + 1x S + 4x O = (2x 1,008) + 32,06 + 64,00 = 98,076 u
• m% = (64,00 / 98,076) x 100 = 65,3%

Leerdoelen

• Kan je de verschillende grootheden en eenheden en kun je omrekenen met de eenheden.
• kan je rekenen met de eenheid Mol

SI-eenheden

In het Internationaal stelsel van eenheden (SI) zijn een aantal standaard eenheden afgesproken:

De standaardeenheden kunnen worden vergroot met verschillende factoren (zie Binas tabel 2), zoals: kilo (10³), mega (10⁶), milli (10^-3).

 

Significante cijfers  Numerieke data

Wiskunde is gebaseerd op getallen

Exacte getallen komen uit:

• Tellen
  
• Definities
  

Wetenschap is gebaseerd op metingen

Alle metingen hebben:

• Grootte
  
• Eenheid
  
• Nauwkeurigheid

Aflezen

Meetwaarden

• Meetwaarden nooit volledig nauwkeurig
  
• Onnauwkeurigheden treden op bij
   - aflezen
  - niet perfect glaswerk
   - onnauwkeurige maatverdeling
  - etc
• Meetwaarden zijn dus geen exacte getallen
  

Significante cijfers

Significante cijfers zijn cijfers die zin hebben.

Hoe meer significante cijfers, hoe nauwkeuriger.

Wat zijn significante cijfers

Het aantal significante cijfers van een meetwaarde is de hoeveelheid getallen van deze meetwaarde

• Nullen aan het begin van een getal zijn geen significante cijfers
  
• Nullen aan het einde van een getal zijn wel significante cijfers
  

Wat zijn significante cijfers?

Machten van tien doen niet mee 

met de significantie cijfers.

Hoe schrijf je de volgende getallen in 2 s.c.?

Vermenigvuldigen/delen

Bij vermenigvuldigen en/of delen van meetwaarden moet je het antwoord in net zo veel significante cijfers geven als de kleinste hoeveelheid significante cijfers uit die berekening.

 

Optellen / Aftrekken

Bij optellen en/of aftrekken van meetwaarden moet je het antwoord zoveel cijfers achter de komma geven als de kleinste hoeveelheid decimalen van de meetwaarden uit de berekening

Exacte getallen in berekening

Exacte getallen die geen meetwaarde zijn, kan je negeren bij bepaling van significante cijfers

Je verdeeld 33,0 mL gelijk over drie bekerglazen. Hoeveel mL zit er in elk bekerglas?

11,0 mL

Tussenantwoorden

Tussenantwoorden schrijf je met één significant cijfer meer als het eind antwoord. Zo voorkom je tijdens een langere berekening afrondfouten en ‘genereer’ je ook geen nauwkeurigheid

 

De chemische hoeveelheid

Wat is een chemische mol

• Een mol is een scheikundig dozijn.
  
• Een dozijn is 12 “iets”.
  
• Een mol is 6,02·1023 “iets”
  
• Dit zijn vaak moleculen of ionen
  
• Dit getal wordt het getal van Avogadro (NA) genoemd en staat in BINAS tabel 7
  

Hoeveelheid stof: n

Het symbool n is het scheikundige symbool voor de grootheid “hoeveelheid stof”. De eenheid van n is mol.

Je kan dus schrijven: n = 0,5 mol

Alle standaard vermenigvuldigingsfactoren kunnen worden gebruikt voor de mol: (zie ook Binas tabel 2)

 n = 25 mmol = 0,025 mol

 n = 0,1 kmol = 100 mol

Berekening van n

Er is een verband tussen de massa van een molecuul en de hoeveelheid stof.

Dit verband is het molecuulgewicht (Mw) (=molecuulmassa)

De volgende formule moet je leren:

De eenheid van Mw

molrekenen

Welk gegeven heb je nodig om een hoeveelheid mol om te rekenen naar het aantal deeltjes?

1. constante van Avogadro
2. dichtheid
3. molariteit
4. molaire massa

Welk gegeven heb je nodig om een massa om te rekenen naar mol?

1. constante van Avogadro
2. dichtheid
3. molariteit
4. molaire massa