Les 2 - Basiskenmerken van koolwaterstoffen & nomenclatuur

• Scheikunde
• MBO
• Studiejaar 2

Weekplanning

Wk 1: Basiskenmerken van koolwaterstoffen & nomenclatuur

Wk 2: Basiskenmerken van koolwaterstoffen & nomenclatuur

Wk 3: Basiskenmerken van koolwaterstoffen, nomenclatuur & isomerie

Wk 4: Karakteristieke groepen & nomenclatuur

Wk 5: Karakteristieke groepen & nomenclatuur

Wk 6: Karakteristieke groepen & nomenclatuur

Wk 7: Herhaling & oefentoets

Leerdoelen

Jij:

• Herkent enkele homologe reeksen:

       - Alkenen.
       - Alkadiënen.

• Kan eenvoudige koolwaterstoffen voorzien van een systematische naam.
• Kan een systematische naam omzetten om in een structuurformule.
• Kan het verschil herkennen tussen:

       - Verzadigde en onverzadigde verbindingen.

       - Vertakte en onvertakte koolwaterstoffen.

Lesplanning

• Herhaling les 1
• Alkenen
• Nomenclatuur & structuurformules
• Alkadiënen
• Verzadigde vs onverzadigde koolwaterstoffen
• Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen
• Aan de slag!

Herhaling les 1

• Maak de opdracht die in de ELO staat 

Heeft een alkaan uitsluitend enkelvoudige bindingen tussen koolstofatomen?

1. Ja
2. Nee

Welke van de volgende stoffen is een alkaan?

1. C2H6
2. C2H4
3. C2H5
4. C2H2

Heeft een alkeen uitsluitend enkelvoudige bindingen tussen koolstofatomen?

1. Ja
2. Nee

Welke van de volgende stoffen is een alkeen?

1. C2H6
2. C2H4
3. C2H5
4. C2H2

Lesplanning

• Herhaling les 1
• Alkenen
• Nomenclatuur & structuurformules
• Alkadiënen
• Verzadigde vs onverzadigde koolwaterstoffen
• Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen
• Aan de slag!

Alkenen

• Alkenen bestaan uit C-atomen en H-atomen.
  
• Zowel onvertakte als vertakte alkeenmoleculen.
  
• Geen ringvormige structuur.
  
• Eén dubbele binding voor tussen twee C-atomen.
  
• Verbindingen met één of meer dubbele bindingen noemen we onverzadigde verbindingen.
• De  verschillende alkenen verschillen alleen in het aantal CH₂-groepen.
• Algemene formule is: C_nH_2n, waarbij je voor n elk willekeurig getal kunt kiezen.

Waarom bestaat er geen metheen?

Van molecuulformule → structuurformule

1. Bepaal het type verbinding

Kijk of het een alkaan (alleen enkelvoudige bindingen) of alkeen (minimaal één dubbele binding) is.

2. Gebruik de algemene formule:

Alkaan: CₙH₂ₙ₊₂

Alkeen: CₙH₂ₙ

3. Tel het aantal koolstofatomen (C) en waterstofatomen (H)

Bijvoorbeeld: C₃H₈ → 3 koolstofatomen, 8 waterstofatomen.

4. Maak de hoofdketen van koolstofatomen

Zet de C-atomen in een rij (lineair) of bepaal of er vertakkingen zijn.

5. Voeg bindingen toe

Verbind de C-atomen met enkelvoudige bindingen (voor alkanen) of voeg één dubbele binding toe (voor alkenen).

6. Vul de waterstofatomen aan

Elke C heeft in totaal 4 bindingen. Vul de resterende bindingen op met H-atomen.

Oefenen

Klassikaal: 

• CH4
• C2H6
• C4H8

Zelfstandig:

• C4H10
• C2H4
• C5H12

Van structuurformule → molecuulformule

1. Tel alle C-atomen

Noteer het aantal koolstofatomen.

2. Tel alle H-atomen

Noteer het aantal waterstofatomen.

3. Combineer tot molecuulformule

Schrijf eerst C, dan H: bijvoorbeeld C₄H₁₀.

4. Controleer de algemene formule

Past het bij een alkaan (CₙH₂ₙ₊₂) of alkeen (CₙH₂ₙ)? Zo ja, dan klopt het.

Oefenen

Klassikaal:

Zelfstandig: 

Lesplanning

• Herhaling les 1
• Alkenen
• Nomenclatuur & structuurformules
• Alkadiënen
• Verzadigde vs onverzadigde koolwaterstoffen
• Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen
• Aan de slag!

Verschillende koolwaterstoffen

• Onvertakt/vertakt.
• Cyclisch/acyclisch.

Homologe reeksen

• Alkanen.
• Alkenen.
• Alkadiënen.
• Cycloalkanen.
• Cycloalkenen.

Alkadiënen

• Alkadiënen bestaan uit C-atomen en H-atomen.
• Zowel onvertakte als vertakte alkadieenmoleculen.
• Geen ringvormige structuur.
  
• Twee dubbele bindingen tussen C-atomen.
• Meervoudig onverzadigde verbindingen.
  
• De verschillende alkadiënen verschillen alleen in het aantal CH₂-groepen.
• De algemene formule is: C_nH_2n-2, waarbij je voor n elk willekeurig getal kunt kiezen.

Hoe heet deze alkadieen?

Lesplanning

• Herhaling les 1
• Alkenen
• Nomenclatuur & structuurformules
• Alkadiënen
• Verzadigde vs onverzadigde koolwaterstoffen
• Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen
• Aan de slag!

Wanneer noem je een koolwaterstof
verzadigd en wanneer onverzadigd?

Verzadigd vs onverzadigde koolwaterstoffen

Verzadigde koolwaterstoffen	Onverzadigde koolwaterstoffen
Bevatten alleen enkelvoudige bindingen tussen koolstofatomen.	Bevatten minimaal één dubbele of drievoudige binding tussen koolstofatomen.
Alkanen: C n H 2n+2.	Alkenen (onverzadigd): C n H 2n. Alkadiënen (onverzadigd): C n H 2n−2.
Alle koolstofatomen hebben het maximale aantal waterstofatomen.	Minder waterstofatomen door aanwezigheid van dubbele/drievoudige bindingen.
Voorbeelden: methaan (CH 4 ), propaan (C 3 H 8 ).	Voorbeelden: etheen (C 2 H 4 ), propadieen (C 3 H 4 ).

Lesplanning

• Herhaling les 1
• Alkenen
• Nomenclatuur & structuurformules
• Alkadiënen
• Verzadigde vs onverzadigde koolwaterstoffen
• Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen
• Aan de slag!

Wanneer noem je een koolwaterstof
vertakt en wanneer onvertakt?

Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen

Vertakte koolwaterstoffen	Onvertakte koolwaterstoffen
Hoofdketen met één of meerdere zijtakken van koolstofatomen.	Koolstofatomen vormen één aaneengesloten keten zonder zijtakken.
Namen bevatten voorvoegsels zoals methyl, ethyl om vertakkingen aan te geven (bijv. 2-methylbutaan).	Eenvoudige namen zoals pentaan, hexaan.

Soorten vertakkingen

• Vertakte alkanen hebben één of meer vertakkingen aan de hoofdketen.
• De twee meest voorkomende vertakkingen zijn methyl en ethyl.

Naamgeving vertakkingen

• Eenzelfde vertakking kan meer dan één keer in een molecuul voorkomen. 
• De naam van de vertakking wordt voorafgegaan door een woord dat aangeeft hoe vaak de vertakking voorkomt.

De meest gebruikte telwoorden zijn:

• Mono: 1
  
• Di: 2
  
• Tri: 3
  
• Tetra: 4
  
• Penta: 5
  
• Hexa: 6
  

Het voorvoegsel mono wordt meestal weggelaten.

Naamgeving vertakte koolwaterstof 

De naamgeving van vertakte koolwaterstoffen gaan we doornemen aan de hand van een voorbeeld.

Voorbeeld 1: Hoe heet het vertakte alkaan met de onderstaande structuurformule?

Naamgeving vertakte koolwaterstof - Stap 1

• Zoek de langste onvertakte koolstofketen en tel het aantal C-atomen in deze keten. 
• Zet een nummer bij elk C-atoom. 
• Je kunt de hoofdketen nummeren van links naar rechts en omgekeerd. 
• Je begint met nummeren aan het uiteinde dat het dichtst bij een vertakking zit.

Naamgeving vertakte koolwaterstof - Stap 2

• Geef de langste onvertakte keten de juiste naam. Dit noem je de stamnaam.

Voorbeeld:

• De langste onvertakte keten telt vier C-atomen. 
• Een overtakte keten met 4 C-atomen heet butaan. 
• De naam van de langste onvertakte keten vormt de stam van de naam.

…………butaan

Naamgeving vertakte koolwaterstof - Stap 3

• Kijk welke vertakkingen er aanwezig zijn en geef de vertakkingen de juiste naam. De naam van de vertakking komt voor de stam van de naam.
• Kijk hoe veel vertakkingen er aanwezig zijn, geef dit aan met het juiste telwoord. Het telwoord mono laten we meestal weg.
• Zijn er twee of meer verschillende vertakkingen? Dan houden we alfabetische volgorde aan.

Voorbeeld:

• In een molecuul komt één vertakking voor. De naam van deze vertakking is methyl. De naam van de vertakking komt vóór de stam van de naam. 
• De vertakking is maar één keer aanwezig. De naam van de vertakking kunnen we daarom vooraf laten gaan door het telwoord mono. Dit telwoord laten we echter meestal weg. 

………..methylbutaan

Naamgeving vertakte koolwaterstof - Stap 4

• Kijk aan welk C-atoom uit de hoofdketen de vertakking is gebonden.
• Zet het nummer van het C-atoom waaraan de vertakking is gebonden, vóór de naam van de vertakking (en het eventuele telwoord dat erbij hoort).

Voorbeeld:

• De methylvertakking zit aan het tweede C-atoom van de hoofdketen. 

2 - methylbutaan.

Structuurformule vertakte koolwaterstof 

Het afleiden van een structuurformule vanuit de naamgeving van vertakte koolwaterstoffen gaan we doornemen aan de hand van een voorbeeld.

Voorbeeld 1: Geef de structuurformule van 2,3,3 - trimethylpentaan.

Structuurformule vertakte koolwaterstof - Stap 1

• Kijk eerst naar de uitgaan van de naam. 
• Teken deze keten, laat de H-atomen weg, teken alleen de bindingsstreepjes en zet een nummer bij elk C-atoom.

Voorbeeld:

• Pentaan is de uitgang. Pentaan is een onvertakte keten met 5 C-atomen. 

Structuurformule vertakte koolwaterstof - Stap 2

• Kijk welke vertakkingen het molecuul heeft en op welke plek deze zich bevinden. 
• Teken de vertakking op de aangeven plek.

Voorbeeld:

• Het molecuul heeft 3 methyl vertakkingen (trimethyl). 
• Een vertakking zit aan C-atoom 2 en twee vertakkingen zitten aan C-atoom 3. 

Structuurformule vertakte koolwaterstof - Stap 3

• Vul nu de rest van de lege bindingen aan met H-atomen. De uiteindelijke structuurformule is dan klaar.

Voorbeeld:

Lesplanning

• Herhaling les 1
• Alkenen
• Nomenclatuur & structuurformules
• Alkadiënen
• Verzadigde vs onverzadigde koolwaterstoffen
• Vertakte vs onvertakte koolwaterstoffen
• Aan de slag!

Aan de slag!

• Maak les 1 - lesopdracht 1
• Maak les 2 - lesopdracht 1