4H NOVA H3 samenvatting_2021

• Scheikunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 4

4HAVO Samenvatting NOVA H3

In deze les

1. verklaren we het verschil in stroomgeleiding tussen stoffen aan de hand van de soort deeltjes en de bindingen in die stoffen
2. verklaren we met bindingen tussen moleculen het verschil tussen hydrofiel en hydrofoob 

Op basis van stroomgeleiding kunnen we stoffen indelen in drie groepen:

Stoffen indelen in 3 groepen:

Op basis van stroomgeleiding kunnen we stoffen indelen in drie groepen. Deze groepen hebben de volgende namen:

Macro - Micro

Bij scheikunde proberen we de waarnemingen en eigenschappen van stoffen te verklaren.

Dit doen we met het deeltjesmodel.

Het verschil in stroomgeleiding kunnen we verklaren met het soort atomen waaruit een stof is opgebouwd.

Een moleculaire stof bestaat uit:

1. Metaalatomen
2. Niet-metaalatomen
3. Metaalatomen en niet-metaalatomen
4. Edelgassen

Een moleculaire stof geleid elektrische stroom in de volgende fasen:

1. Vast
2. Vloeibaar
3. Niet
4. Gas

Deel de volgende stoffen in bij de juiste groep.

TIP: uit welke atomen is de stof opgebouwd?

METALEN

ZOUTEN

MOLECULAIRE STOFFEN

water

natriumjodide

koperoxide

calcium

koolstof

methaan

goud

kaliumfluoride

kwik

Deel de stoffen in bij de juiste groep. Namen en formules van stoffen kun je vinden met Binas 66A,B en 99

wolfraam

calcium

broom

bruinsteen

zand

aardgas

lithium

ammoniak

ongebluste kalk

Bekijk dit filmpje op de volgende dia in LU

00:05-00:08

demi-water = zuiver water

00:11

in welke groep hoort demi-water als je kijkt naar de stroomgeleiding?

1. metalen
2. zouten
3. moleculaire stoffen

00:19

Hoe komt het dat kraanwater wel een klein beetje de stroom kan geleiden? Noteer hier jouw idee:

stroomgeleiding verder verklaard

In het filmpje zie je dat zuiver water (demi-water) geen stroom geleidt, maar water met opgelost badzout wel.

Om dit verschil te begrijpen, moeten we nog wat beter kijken naar de deeltjes waaruit moleculaire stoffen en zouten zijn opgebouwd.

ionen en moleculen

moleculaire stoffen zijn opgebouwd uit moleculen.

Dit zijn groepjes van niet-metaal atomen. Een molecuul heeft geen lading en kan daarom geen stroom geleiden

Een zoutoplossing kan wel stroom geleiden. De metaal- en niet-metaalatomen vormen geladen deeltjes: ionen

vormen moleculen

vormen

ionen

atomen vormen samen ionen óf moleculen

vorming ionen

Een metaalatoom staat heel makkelijk een elektron af aan een niet-metaalatoom

Er ontstaan dan geladen deeltjes, omdat het aantal protonen niet meer gelijk is aan het aantal elektronen

Na

aantal p+: 11

aantal e-: ....

lading = ...

Cl

aantal p+: 17

aantal e-: ....

lading = ...

Na+

aantal p+:...

aantal e-: ....

lading = ...

Cl-

aantal p+:...

aantal e-: ....

lading = ...

Noteer de formule van het deeltje en tel hoeveel protonen en elektronen er aanwezig zijn. Hoeveel lading blijft er over als je de lading van alle protonen en elektronen in het deeltje optelt?

opdracht

Na

aantal p+: 11

aantal e-: 11

lading = 0

Cl

aantal p+: 17

aantal e-: 17

lading = 0

Na+

aantal p+: 11

aantal e-: 10

lading = 1+, want

(11x 1+) + (10x1-) = 1+

Cl-

aantal p+:17

aantal e-: 18

lading = 1-, want (17+) + (18-) = 1-

Na en Cl zijn ongeladen ATOMEN: aantal p = aantal e

Na+ en Cl- zijn geladen IONEN: aantal p is NIET gelijk aan aantal e

IONEN

• een geladen atoom noem je een ion
  
• Een negatief ion heeft meer elektronen dan protonen
  
• een positief ion heeft minder elektronen dan protonen
  

Een zout is opgebouwd uit positieve en negatieve ionen

Verschil stroomgeleiding bij metalen en zouten

Voor stroomgeleiding zijn geladen deeltjes nodig die vrij kunnen bewegen.

Bij metalen zijn dit elektronen. Deze kunnen ook vrij bewegen tussen de atomen in de vaste stof

Bij zouten zijn dit ionen. Deze kunnen niet vrij bewegen in de vaste stof, maar wel als de stof gesmolten of opgelost is.

GOUD DER DWAZEN

Hiernaast zie je een brokje pyriet (FeS). Het wordt ook wel "Fools Gold" genoemd, omdat het erg op goud (Au) lijkt. Met welk eenvoudig proefje kun je aantonen dat dit brokje pyriet is en geen goud? Leg uit.

3

De Vanderwaalsbinding is een binding tussen atomen.

1. ja
2. nee

De binding tussen moleculen die moleculen bij elkaar houden heten:

1. atoombindingen
2. covalentebindingen
3. vanderwaalsbinding

Het aantal bindingen dat een atoomsoort aan kan gaan noemen we:

1. Covalente binding
2. Atoombinding
3. Vanderwaalsbinding
4. Covalentie

Wat is een andere naam voor atoombinding?

1. Molecuulbinding
2. Ionbinding
3. Metaalbinding
4. Covalante binding

Welke binding verbreekt bij het verdampen van een stof?

1. Atoombinding
2. Covalente binding
3. Metaalbinding
4. Vanderwaalsbinding

Welke stof heeft het hoogste kookpunt op basis van molecuulmassa?

H​2​​S

H​2​​O

1. H2O
2. H2S

Molecuulmassa en kookpunt

Hoe hoger de molecuulmassa, hoe sterker de vanderwaalsbinding, hoe hoger het kookpunt. 

Echter:

H₂S      34,081                -60 graden (210 K)

H₂O     18,015                100 graden (373 K)

NH_{3     17,031                 -33 graden (240 K)}

PH_{3      33,994                -88 graden (185 K)}

Waterstofbruggen

• OH en NH groepen zijn bijzonder
• Extra sterke binding tussen moleculen = waterstofbrug (H-brug)
• Veroorzaakt door polaire atoombinding
• Die wordt weer veroorzaakt door elektronegativiteit
• H-brug is sterker dan vanderwaalsbinding, maar minder sterk dan atoombinding

Waterstofbrug en kookpunt

• Doordat de H-brug sterker is dan de vanderwaalsbinding, verklaart dit een verhoogd kookpunt van een stof wanneer de moleculen H-bruggen kunnen vormen. 
• Voorbeeld: H2O heeft een hoger kookpunt dan H2S

H2O kookt bij 100°C (373K) > molecuul heeft -OH groep, H-bruggen tussen moleculen

H2S kookt bij -60°C (213 K) > molecuul heeft geen -OH of -NHgroep, dus alleen vanderWaalsbinding tussen moleculen

Teken 2 moleculen ammoniak en 2 moleculen water en minimaal 3 waterstofbruggen tussen de moleculen.

Zet de moleculen op volgorde van oplopend kookpunt. Zoek de kookpunten niet op, maar verklaar aan de hand van de structuurformule en betrokken bindingstypen.

CH4 (methaan), C2H6 (ethaan), CH3OH (methanol)

1. methaan, ethaan, methanol
2. ethaan, methaan, methanol
3. methanol, ethaan, methaan
4. methanol, methaan, ethaan

Uitleg quizvraag

• Methanolmoleculen kunnen als enige een H-brug vormen, vanwege de OH-groep. 
• Ethaanmoleculen hebben een hogere massa dan methaanmoleculen, dus de vanderwaalsbinding tussen ethaanmoleculen is sterker dan tussen methaanmoleculen.
• De H-brug is sterker dan de vanderwaalsbinding, dus methanol heeft het hoogste kookpunt.
• Volgorde van laag naar hoog kookpunt: methaan, ethaan, methanol.

Mengen of niet?

Stoffen met dezelfde soort bindingen tussen de moleculen kunnen goed met elkaar mengen:

"soort zoekt soort"

stoffen met H-bruggen mengen met stoffen met H-bruggen

stoffen met vdW-bindingen mengen met stoffen met vdW-bindingen

Hydrofiel en hydrofoob

Een stof die goed met water mengt = hydrofiel

(moleculen kunnen voldoende H-bruggen vormen)

Een stof die niet goed met water mengt = hydrofoob

(moleculen kunnen geen of te weinig H-bruggen vormen)

Wanneer hydrofiel?

Hydrofiel als het molecuul: 

• 1 of meer OH- of NH-groepen heeft en de rest van het molecuul niet te groot is
  
• met "rest niet te groot" bedoelen we: max 4 C's voor 1 OH of NH groep
  

Alle andere stoffen zijn hydrofoob

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Lost deze stof op in water?

1. ja
2. nee

Hydrofiel is

1. Wateraantrekkend
2. Waterafstotend
3. Vuilafstotend
4. Vochtinbrengend

In welke van deze twee tekeningen is de waterstofbrug correct getekend?

1. Zowel in 1 als in 2.
2. Alleen in 1.
3. Alleen in 2.
4. In geen van beide.

Leg op microniveau uit dat glucose goed kan oplossen in water.

Leg op microniveau uit welke stof beter in water oplost
a. methanol

b. pentaan-1-ol

CH​3​​OH

CH​3​​−CH​2​​−CH​2​​−CH​2​​−CH​2​​−OH