13.3 Metalen

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

13.3 Metalen

Je leert wat de edelheid en corrosiegevoeligheid van metalen is.

Je leert de micro- en mesostructuur en macro-eigenschappen van metalen en legeringen.

4havo: Kristalroosters

Kristalrooster

Hoe zijn de moleculen, atomen of ionen bij een stof gestapeld?

Metaal                                 Moleculaire stof                              Zout

stroomgeleiding

Voorwaarden voor geleiding

1. Geladen deeltjes

2. Deeltjes kunnen vrij bewegen

Metaal                                                    Zout

vrije elektronen

opgelost: losse ionen

metalen ondergaan corrosie (bij ijzer: 'roesten')

• Edele metalen: reageren niet met andere stoffen
• Onedele metalen: reageren makkelijk met zuurstof en water

Een ander woord voor aantasting door O₂ en H₂O is: Corrosie

Metalen kun je indelen op corrosie-gevoeligheid

corrosie

Onedele metalen vormen een oxidelaag

(bij ijzer heet dit: roest)

=> maakt veel metalen dof (koper, zink) 

maar bij chroom is het laagje doorzichtig  én afsluitend

=> chroom glimt mooi én wordt niet verder aangetast

(verzinken veel goedkoper, maar minder mooi)

Kristalroosters

De deeltjes van de verschillende stoffen zitten ANDERS gestapeld in het kristalrooster. 

Dit leidt tot verschillende eigenschappen.

     Metaal                             Moleculaire stof                              Zout

meso niveau

• niveau tussen micro en macro in
• structuur gevormd door een aantal groepen deeltjes of gegroepeerde deeltjes uit het micro-niveau
• kun je soms wèl zien onder de microscoop

microscopisch beeld 

van een vezel (polymeer)

micro-macro

micro-niveau: de ionen in een zout zitten gestapeld in een rooster

macro-niveau: een vast zout heeft een kristallijn uiterlijk

Echter, het breken van het rooster kun je niet verklaren met de informatie op microniveau. Je hebt meer informatie over de stapeling van de ionen nodig.

micro

macro

micro-meso-macro

meso-niveau: geeft info over de structuur gevormd door een aantal groepen deeltjes of gegroepeerde deeltjes uit het micro-niveau

doordat je weet hoe de deeltjes gegroepeerd zijn, kun je verklaren

 dat een zout breekt, en een metaal buigt.

micro

macro

meso

meso: metalen harden (=harder maken)

Methoden om metaal te harden:

• smeden/walsen/persen (dichtere pakking)

• Metalen mengen met: 

       - ander metaal
       - koolstofatomen

gemengde metalen: Legeringen

Eén metaal:                      Legering:

Zuiver koper                     Brons                               Messing

                       skjd                90% Cu + 10% Sn     70% Cu + 30% Zn

Rooster van een legering

Rooster-'foutje'

Harder materiaal

meso

alleen door een groepje ionen te beschouwen kun je verklaren waarom een legering harder is. Dus op meso niveau.

meso bij verklaren van lage dichtheid van ijs : H₂O(s) 

je hebt de kennis van het rooster nodig om de lagere dichtheid te kunnen verklaren. Dit lukt niet alleen met H2O moleculen en waterstofbruggen.

micro - meso - macro

• Microniveau = deeltjesniveau: atomen, ionen, moleculen, bindingen. Niet waarneembaar.
• Mesoniveau = groepen/clusters van deeltjes. Kan soms zichtbaar gemaakt worden met bijzondere microscopen.
• Macroniveau = waarneembaar (al dan niet met hulpmiddel)

Mesoniveau bij polymeren

• Mesoniveau geeft dus aan hoe groepen van deeltjes (deeltjes = microniveau) zijn geordend tot grotere structuren.

• Meest bekende voorbeeld is de ordening van polymeerketens.

micro                                  meso                                     macro

HW

lezen 13.3

maken 27,29,30,32 t/m 37