Atoombouw en lewisstructuren (Scheikunde vwo), les 2: Examentraining

• newEditor
• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introductie

Examentraining met vier vraagtypen: deeltjes tellen en radicalen, valentie afleiden, lewisstructuur met formele lading en grensstructuren. Acht vragen in examenstijl met stappenplan, exit-poll en tips.

Edelgassen in gasontladingsbuizen (foto: Alchemist-hp, CC BY-SA 2.0 de)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Examentraining

Atoombouw en lewisstructuren: zo pak je examenvragen aan

Les 2 van 3. Laat leerlingen in tweetallen overleggen bij de open vragen. Image credit: Alchemist-hp / Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0 de

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Wat ga je kunnen?

Ik kan examenvragen over atoombouw, valentie, lewisstructuren, formele lading en grensstructuren beantwoorden.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Zo pak je een examenvraag aan

• 1. Lees: schrijf op wat gegeven is (atoomnummer, lading, formule, soort bindingen).

• 2. Tel: tel protonen en elektronen, of de valentie-elektronen van het hele deeltje.

• 3. Teken of controleer: verdeel de paren, controleer octetten en bereken formele ladingen.

Radicalen met een ongepaard elektron: Cl·, ·OH, ·CH₃ en NO (eigen figuur)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Vraagtype 1: deeltjes tellen en radicalen

• Bij een ion: protonen = atoomnummer, elektronen = protonen − lading.

• Een radicaal heeft een ongepaard elektron en dus een oneven aantal valentie-elektronen.

Syllabus M1.4. Tel de e⁻ eerst, schrijf daarna de configuratie. Image credit: Eigen figuur voor deze les

Een bron noemt ²⁶Mg²⁺ (atoomnummer 12). Welke telling klopt?

A

12 p, 14 n, 14 e⁻

B

12 p, 12 n, 10 e⁻

C

12 p, 14 n, 10 e⁻

D

12 p, 14 n, 12 e⁻

Syllabus M1.4. Protonen 12, neutronen 26 − 12 = 14, elektronen 12 − 2 = 10. Fouten: 14 e⁻ (neutronen en elektronen verward), 12 n (atoomnummer als massagetal), 12 e⁻ (lading vergeten).

Uit CFK’s ontstaan in de stratosfeer Cl-atomen. Waarom is Cl een radicaal?

A

Het heeft 7 valentie-e⁻, één is ongepaard

B

Het heeft 8 valentie-e⁻, allemaal in paren

C

Het heeft een lading van 1+ door e⁻-verlies

D

Het heeft 6 valentie-e⁻ en twee vrije paren

Syllabus M1.4 en M1.15. Cl staat in groep 17: 7 valentie-e⁻, drie paren en één ongepaard e⁻ (Cl·). Fouten: octet volledig (dan is het een edelgas of Cl⁻), positieve lading, verkeerd aantal valentie-e⁻.

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Vraagtype 2: valentie afleiden

• Covalentie: 8 − aantal valentie-e⁻ (groep 14 tot en met 17). Elektrovalentie: de lading van het ion.

• Het aantal vrije paren van een atoom = (valentie-e⁻ − covalentie) ÷ 2.

Syllabus M1.6. Gebruik de groep in het periodiek systeem.

Magnesium verbrandt tot MgO. Wat gebeurt er op microniveau?

A

Mg neemt 2 e⁻ op, O staat 2 e⁻ af

B

Mg staat 2 e⁻ af, O neemt 2 e⁻ op

C

Mg en O delen twee e⁻

D

Mg staat 2 e⁻ af, O neemt 1 e⁻ op

Syllabus M1.6. Mg → Mg²⁺ + 2 e⁻ en O + 2 e⁻ → O²⁻: elektrovalentie 2 voor beide. Fouten: richting omgedraaid, delen (dat is een atoombinding), O neemt maar 1 e⁻ op (dan klopt de lading niet).

Silicium vormt SiF₄. Hoeveel vrije paren heeft elk F-atoom in de lewisstructuur?

A

0

B

1

C

2

D

3

Syllabus M1.6 en M1.12. F: 7 valentie-e⁻, covalentie 1, dus één binding en (7 − 1) ÷ 2 = 3 vrije paren. Fouten: 2 (O-patroon), 1, 0 (alleen aan de bindingen gedacht).

Lewisstructuren van H₂O, NH₃, CH₄, CO₂, N₂ en HCl (eigen figuur)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Vraagtype 3: lewisstructuur en formele lading

• Tel de valentie-e⁻, verbind, vul de octetten, en controleer met de formele lading.

• Formele lading = valentie-e⁻ − (e⁻ in vrije paren + bindende paren).

Syllabus M1.12, M1.15 en M1.17. Het overzicht toont zes lewisstructuren om mee te vergelijken. Image credit: Eigen figuur voor deze les

Cyanide (CN⁻) is C≡N met een vrij paar op elk atoom. Waar staat de formele lading?

A

Op C, 1−

B

Op N, 1−

C

Op C, 1+

D

Op N, 1+

Syllabus M1.17. 4 + 5 + 1 = 10 valentie-e⁻ = 3 bindende paren (6) + 2 vrije paren (4). C: 4 − (2 + 3) = 1−. N: 5 − (2 + 3) = 0. Het teken 1− hoort op C. Fouten: op N (elektronegativiteit gebruikt in plaats van tellen), of het teken omgedraaid.

Formele lading van N in NH₂⁻ (2 vrije paren)?

Goed antwoord: 5 − (4 + 2) = 1−. Verwachte fout: 0 of 1+, door de elektronen in de vrije paren als paren te tellen in plaats van als 4 elektronen.

Calciet, CaCO₃, met CO₃²⁻-ionen (foto: Giovanna Canu en Eva Santini, CC BY 4.0)

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Vraagtype 4: grensstructuren

• Teken alle juiste lewisstructuren: de atomen blijven op dezelfde plaats, alleen elektronen verschuiven.

• Het echte deeltje is een mengvorm: de bindingen zijn gelijkwaardig en liggen tussen enkel en dubbel in.

Syllabus M1.15. Elke grensstructuur heeft evenveel valentie-e⁻ en dezelfde som van formele ladingen. Image credit: Giovanna Canu, Eva Santini / Wikimedia Commons, CC BY 4.0

Het carbonaat-ion in kalk: welke grensstructuren zijn er voor CO₃²⁻?

A

1 structuur, 1 dubbele binding

B

3 structuren, steeds 2 dubbele bindingen

C

3 structuren, steeds 1 dubbele binding

D

2 structuren, steeds 1 dubbele binding

Syllabus M1.15. Elk O kan de dubbele binding hebben: drie structuren, in elke structuur een C=O en twee C–O⁻. Twee dubbele bindingen geven C vijf bindingen of een verkeerde lading.

Ozon (O₃) heeft de grensstructuur O=O⁺–O⁻. Wat klopt voor de bindingen?

A

Een dubbel, de andere enkel

B

Beide zijn dubbel

C

Beide gelijk, tussen enkel en dubbel

D

Beide zijn enkel

Syllabus M1.15. De spiegelstructuur O⁻–O⁺=O hoort er ook bij: in de werkelijkheid zijn beide bindingen gelijk. Fout: de ene structuur letterlijk nemen.

Welk vraagtype vind jij het lastigst?

1

Deeltjes tellen en radicalen

2

Valentie afleiden

3

Lewisstructuur en formele lading

4

Grensstructuren

EXAMENSTOF SCHEIKUNDE · MATERIE · LEWISSTRUCTUREN

Tips voor op het examen

• Tel eerst alle valentie-elektronen van het hele deeltje, ook de lading van een ion.

• Controleer elke lewisstructuur: octetten, totaal aantal e⁻ en de som van de formele ladingen.

• Zet de formele lading bij het atoom zelf, niet naast het hele molecuul.