Les 4 - Molecuul binding _ Waterstofbruggen

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

H3 - Moleculaire stoffen

Hoofdstuk 3

§3.4

Planning

• Check-opdracht

• Leerdoelen

• Voorkennis

• Uitleg

• Aan de slag
  

Check opdracht

• Maak de opdracht op het blad
• 6 minuten

• Mag in 2-tallen
• Gebruik BiNaS indien nodig 
• Klaar? Lees §3.4 alvast door
• Daarna? Kort bespreken

Een covalente binding ...

1. kan alleen gevormd worden tussen edelgassen
2. wordt gevormd door een gemeenschappelijk elektronenpaar
3. wordt bepaald door het aantal elektronen in de K-schil
4. kan alleen bij atomen die lijken op edelgassen

Wat voor soort binding geeft de rode pijl aan?

1. Covalente binding
2. Molecuulbinding
3. Polair covalente binding
4. ionbinding

Hoeveel covalente bindingen kan dit atoom maximaal vormen?

1. 2
2. 3
3. 4
4. 5

Hoeveel covalente bindingen kan zuurstof aangaan?

1. 1
2. 2
3. 3
4. 4

Welke binding(en) verbreekt bij het verdampen van water?

1. Atoombinding
2. Polair covalente binding
3. Vanderwaalsbinding
4. Vanderwaalsbinding + waterstofbruggen

Kookpunt in graden Celsius

molecuulmassa in u

Sleepvraag:

In de grafiek zie je het verband tussen de molecuulmassa en het kookpunt van een stof in graden Celsius. 

Kookpunten vergelijken van 2 isomeren met molecuulformule C4H10

Hoogste kookpunt

Laagste kookpunt

Leerdoelen

□ Je kunt op microniveau uitleggen hoe de moleculen met alleen covalente bindingen (moleculaire stof) elkaar aantrekken;

o a. Je weet dat moleculen in een moleculaire stof bij elkaar gehouden worden door de molecuulbinding,

o b. Je weet wat de Vanderwaalsbinding is,

o c. Je weet dat tussen moleculen in een moleculaire stof altijd de Vanderwaalsbinding aanwezig is.

□ Je kunt de grootte van een moleculair molecuul in verbrand brengen met het kookpunt van de stof;

o a. Je weet hoe groter het molecuul, hoe krachtiger de Vanderwaalsbinding.

o b. Je weet hoe groter het contactoppervlak, hoe krachtiger de Vanderwaalsbinding.

Leerdoelen

□ Je kunt op microniveau uitleggen hoe de moleculen met polaire covalente binding(en) (moleculaire stof) elkaar aantrekken;

o a. Je weet dat moleculen in een moleculaire stof bij elkaar gehouden worden door molecuulbinding,

o b. Je weet dat tussen moleculen in een moleculaire stof altijd de Vanderwaalsbinding aanwezig is,

o c. Je weet dat stoffen met een polaire covalente binding(en) een dipool-molecuul vormen

o d. Je weet dat dipool-moleculen onderling een dipool-dipool interactie aangaan,

o e. Je weet dat dipool-dipool-interactie een ‘extra’ binding, bovenop de Vanderwaalsbinding is

o f. Je weet dat stoffen met O-H & N-H groepen waterstofbruggen kunnen vormen,

o g. Je weet dat waterstofbruggen een ‘extra’ binding, bovenop de Vanderwaalsbinding.

Moleculaire stoffen

• Apolaire stoffen -> Bevatten alleen (apolaire) covalente bindingen
• Polaire stoffen -> Bevatten polaire covalente bindingen

• Alle moleculaire stoffen bevatten de VanderWaalsbinding
• => De aantrekkingskracht tussen moleculen

• Maar... de vanderwaalsbinding is een zwakke binding

Bindingen tussen moleculen

Vergelijken: H₂Te, 

H₂Se, H₂S én H₂O

Bindingen tussen moleculen

• Conclusie: 
• Het kookpunt van water is veel hoger dan op grond van uitsluitend de VanderWaalsbindingen mag worden verwacht

• Er is dus nog iets anders aan de hand…
  

Apolaire stoffen

• Apolaire stoffen hebben alleen VanDerWaalsbindingen
• => Molecuulbinding

Molecuulformule:

Massa & (contact)Oppervlaktegrootte zijn van belang voor de sterkte van de VDW-binding

C​5​​H​12​​

Polaire stoffen

• Polaire stoffen 
• Vormen dipool-moleculen
• -> dipolen trekken elkaar aan
• => dipool-dipool interactie 

Dipool-dipool interactie

• Een dipool is een molecuul waarvan de lading asymmetrisch is verdeeld. De ene kant is + en de andere kant is -
• Dipool moleculen vormen dipool-dipool interactie
• Deze binding is sterker dan de vanderwaalsbinding

Ruimtelijke bouw en dipool

• Er is sprake van een dipoolmolecuul als in het molecuul polaire bindingen aanwezig zijn en de ruimtelijke bouw de effecten van de polaire bindingen niet opheft.
• Gebruik hiervoor Binas tabel 55
  

• Is CO₂ een dipoolmolecuul?

Ruimtelijke bouw en dipool

• Er is sprake van een dipoolmolecuul als in het molecuul polaire bindingen aanwezig zijn en de ruimtelijke bouw de effecten van de polaire bindingen niet opheft.
• Gebruik hiervoor Binas tabel 55

• Is CO₂ een dipoolmolecuul?

Waterstofbruggen

• Het polaire watermolecuul heeft een niet gelijke ladingsverdeling
  

• Daardoor is één kant een beetje positief en de ander kant een beetje negatief

• Hierdoor ontstaat 
• --> de waterstofbrug

Waterstofbruggen

• Indien er O-H en/of N-H groepen aanwezig zijn
• -> Vormen waterstofbruggen 
• => H-bruggen

• Vorm van dipooldipool-interactie
• Maar dan nóg sterker

• Ook VanDerWaalsbindingen!!

Waterstofbruggen

Bindingen tussen moleculen - Samengevat

• Molecuulbindingen:
• VanderWaalsbinding (zwak*) --> Altijd bij moleculaire stoffen
•                                                --> Zowel bij apolair als polaire 

• Dipool-dipool interactie (sterk*) --> Dipoolmoleculen => Polaire stof
• Waterstofbruggen (sterk*) --> N-H of O-H groep(en) => Polaire stof

* maar allemaal veel zwakker dan de atoombinding

Hydrofiel en Hydrofoob

• hydros = water
• Filos = liefde
• Fobos = angst

• Moleculen die overwegend polaire bindingen hebben
• => zijn hydrofiel. 
• Moleculen die overwegend apolaire bindingen hebben 
• => zijn hydrofoob.

Oplosbaarheid

• Voor oplosbaarheid geldt: Soort zoekt soort:

• Hydrofiele stoffen mengen goed met hydrofiele stoffen en lossen goed op in water

• Hydrofobe stoffen mengen goed met hydrofobe stoffen en lossen niet goed op in water

Oplosbaarheid in water

• Hydrofiel als: 
• -> Polaire stof (dipool-molecuul)

• -> 1 of meer OH- of NH-groepen (voor H-bruggen) en de rest van het molecuul is niet te groot 
  
• -> Niet te groot = max 4 C's voor 1 OH of NH groep

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Welke type bindingen komen in het molecuul voor?

1. polaire covalente atoombinding
2. apolaire covalente atoombinding
3. apolaire en polaire covalente a-binding
4. geen van genoemde

Welk deel van het molecuul is delta - (negatief) geladen

1. De C
2. De rechter H
3. De O
4. geen van genoemde

Welke type bindingen komen in het molecuul voor?

1. polaire covalente atoombinding
2. apolaire covalente atoombinding
3. Vanderwaalsbindingen
4. Waterstofbruggen

Deze stof is vloeibaar.
Welke type bindingen komen tussen de moleculen in de stof voor?

1. polaire covalente atoombinding
2. apolaire covalente atoombinding
3. Vanderwaalsbindingen
4. Waterstofbruggen

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Aan de slag 

• Doorlezen §3.3 + §3.4
• Maken:
  

      * §3.4 => opdr. 34, 36, 38

      * §3.3 => opdr. 18, 21, 22, 26, 28, 32

 

     * §3.2 => opdr. 11, 13, 15, 16, 17

      * §3.1 => opdr. 2, 5, 8, 9

• Eerste 5 minuten in stilte
• Daarna fluisterend overleggen met buur of werken met muziek

• Vraag? Steek je hand op
• Af? => Geen huiswerk

Filmpje 1

VanderWaaldbinding (kort)

Filmpje 2

VanderWaaldbinding (uitgebreid)