SK - H3 - TW3

Het periodiek systeem

Volgens het atoommodel van Dalton zijn alle moleculen opgebouwd uit atomen. Alle verschillende atoomsoorten of elementen kun je vinden in het Periodiek Systeem der Elementen. Ieder element in dit systeem heeft zijn eigen symbool. Symbolen van 1 letter bestaan uit een hoofdletter. Als een symbool een tweede letter heeft, is dit een kleine letter.

Een niet-ontleedbare stof bestaat uit atomen van dezelfde soort. Een ontleedbare stof bestaat uit verschillende atoomsoorten. Een zuivere stof bestaat uit moleculen van dezelfde soort. Water bestaat uit 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom. Een flesje met water is dus een zuivere stof en een ontleedbare stof.

Ontleedbare stoffen hebben vaak heel andere eigenschappen dan de elementen waar ze uit bestaan.

In het periodiek systeem staan elementen met vergelijkbare chemische eigenschappen in kolommen (groepen) onder elkaar. De rijen van het periodiek systeem zijn perioden. De elementen in groep 1 zijn de alkalimetalen. Deze metalen reageren heftig met water. In groep 2 staan de aardalkalimetalen. In groep 17 staan de erg reactieve halogenen. In groep 18 staan de edelgassen. Deze elementen reageren juist nooit met andere stoffen.

Er zijn 2 soorten elementen: metalen en niet-metalen. Metalen geleiden stroom in de vloeibare en vaste toestand. Niet-metalen geleiden geen stroom.

Formules van moleculen

De formules van moleculen kun je noteren door de afkortingen van de atoomsoorten te gebruiken. Door de index laat je zien hoeveel atomen van een bepaalde soort er in 1 molecuul zitten. De coëfficiënt voor de formule laat zien om hoeveel moleculen het gaat.

In de afbeelding hiernaast zie je de formule van 3 alcoholmoleculen. In elk alcoholmolecuul zitten 2 C-atomen, 6 H-atomen en 1 O-atoom. Achter de formule noteer je ook de fase (s), (l), (g) of (aq).

Bij niet-ontleedbare stoffen en bij metalen kun je de formule maken door simpelweg het symbool en de fase te gebruiken, zoals He(g) en Au(s).

Let op! Bij 7 niet-ontleedbare stoffen bestaat 1 molecuul altijd uit 2 atomen. Deze zijn waterstof, stikstof, zuurstof, fluor, chloor, broom en jood. Deze stoffen kun je onthouden aan het ezelsbruggetje Claire Fietst Naar Haar Oma In Breda. De formule voor een molecuul zuurstof is dus 0₂(g).

Van sommige ontleedbare stoffen moet je de formule uit je hoofd weten. Deze staan in de afbeelding hiernaast.

Er zijn 3 soorten stoffen: metalen, zouten en moleculaire stoffen.

Je kunt de systematische namen (volledige namen) van moleculaire stoffen afleiden uit de formule.

In de systematische namen worden vaak Griekse telwoorden gebruikt. Je moet de eerste 6 daarvan kennen: mono (1), di (2), tri (3), tetra (4), penta (5) en hexa (6).

Let op! Bij formules zet je de hoeveelheid atomen achter de atoomsoort, bij de namen zet je het aantal ervoor. Je hoeft bij de systematische naam, net als bij de formule, een index van 1 niet te benoemen. Sommige stoffen krijgen bij de volledige naam een andere benaming. Deze kun je hiernaast vinden.

Soms is er een gebruikelijkere naam dan de systematische naam. Zo is H₂O water, en niet diwaterstofoxide. Trisiliciumdibromide is dus naam van de stof van Si₃Br₂.

Atomen

Een atoom bestaat uit een positief geladen atoomkern en een negatief geladen elektronenwolk. De kern bestaat uit positief geladen deeltjes (protonen) en neutraal geladen deeltjes (neutronen). In de elektronenwolk zitten negatief geladen elektronen.

Voor de massa’s van protonen en neutronen gebruik je de eenheid u. De massa van een elektron is zo klein dat je deze mag verwaarlozen. 1 proton heeft een massa van 1 u. Hetzelfde geldt voor 1 neutron.

Het aantal protonen in de kern is altijd gelijk aan het atoomnummer van een element. Stikstof heeft altijd 7 protonen in de kern. Als je het aantal protonen in de kern aanpast, krijg je een ander element.

Het massagetal van een atoom geeft de massa van de protonen en neutronen samen aan. Stikstof heeft een massagetal 14. Er zitten 7 protonen (want je weet het atoomnummer) in de kern, dus dan zitten er 14 - 7 = 7 neutronen in de kern.

Een element heeft altijd hetzelfde aantal protonen, maar kan verschillende aantallen neutronen in de kern hebben (isotopen). Broom heeft bijvoorbeeld 2 isotopen: een isotoop met een massa van 79 u en een isotoop met een massa van 81 u. Je mag dit opschrijven als Br-79 en Br-81 (of als ⁷⁹Br en ⁸¹Br).

Als het aantal protonen en elektronen in een atoom niet gelijk is, dan is het een ion. Een metaalion heeft een positieve lading. Een niet-metaalion heeft een negatieve lading.

Een broomatoom is dus niet geladen (anders was het een ion). Broom heeft 35 protonen in de kern, en dus ook 35 elektronen in de kern (anders had hij wel een lading).

Een broomion met 35 protonen en 36 elektronen heeft een ionlading van 1-, want er is 1 negatief geladen deeltje meer dan een positief geladen deeltje. Je schrijft dit ion op als Br^- (je mag hier de 1 weglaten).

Positieve en negatieve deeltjes trekken elkaar aan, terwijl deeltjes met dezelfde lading elkaar afstoten. Als je 2 stroompolen in een bak water doet met Br^–-ionen, zullen de deeltjes dus naar de pluspool gaan.

Reacties met formules

Bij een chemische reactie maken de atomen van de beginstoffen nieuwe reactieproducten. Er verdwijnen geen atomen en er komen ook geen atomen bij: de wet van atoombehoud.

Bij de reactievergelijking hiernaast klopt de wet van atoombehoud niet. Daarom moet je de formule kloppend maken: zorgen dat er voor de pijl dezelfde (aantallen) atomen zijn als na de pijl. Bij het kloppend maken mag je alleen de coëfficiënten aanpassen, en niet de formules zelf, want dan maak je andere stoffen.

Bij het kloppend maken controleer je steeds het aantal atomen, en pas je de coëfficiënten aan, totdat de reactie klopt.

Je kunt met de stofformules ook de molecuulmassa berekenen. Zo bestaat de stof dialuminiumhexabromide (Al₂Br₆) uit 2 aluminiumatomen en 6 broomatomen. De molecuulmassa is dus 2 × 27 (massa Al) + 6 × 80 (massa Br) = 534 u.

Een ontledingsreactie heeft 1 beginstof en meerdere reactieproducten. Een ontleding is altijd endotherm (heeft energie nodig). Een vormingsreactie heeft meerdere beginstoffen en 1 reactieproduct. Een vorming is altijd exotherm (geeft energie). Een synthese heeft meerdere beginstoffen en meerdere reactieproducten. Een synthese kan exo- en endotherm zijn.

Bij een verbranding vormt elk element van de brandstof een nieuwe stof met zuurstof.

Als je methaangas (CH₄) verbrandt, ontstaat er een stof met C en zuurstof (dit is altijd CO₂), en er ontstaat een stof met H en zuurstof (dit is altijd H₂O). De reactievergelijking voor de verbranding van methaangas is dus CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g).

De metalen platina, goud en zilver zijn edel: je kunt deze metalen meteen uit de grond halen en ze roesten niet (reactie met zuurstof). De metalen kalium en natrium zijn zeer onedel: ze regeren heftig met water en zuurstof. De overige metalen zijn onedel.