Springen naar inhoud

Een aantal prangende vragen...


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2005 - 15:14

Hallo allemaal :D,

Ik doe deelstaatsexamens in onder andere scheikunde 1 op VWO-niveau, en ik heb wat vragen over de stof (ik heb enkel een "Samengevat"-boekje tot mijn beschikking, vandaar misschien...).
  • Ik begrijp niet goed wat verstaan wordt onder de edelgasconfiguratie. Allereerst heeft men het erover dat zich in de buitenste elektronenschil van een bep. atoomsoort (zoals die van edelgassen) 8 valentie-elektronen bevinden, en in de binnenste (1e) schil slechts 2. Maar valentie-elektronen bevinden zich toch alleen in de buitenste schil?
    Dan wordt er verteld dat "elementen die dicht bij edelgassen staan" (:)) door opname/afgifte of het delen van elektronen (waarmee men als het goed is verdelen van gehele elektronen over beide betrokken atomen bedoelt...) een edelgasconfiguratie "krijgen". Als Mg de edelgasconfiguratie van Ne krijgt, zal je "dus" Mg2+ krijgen. Er wordt verder niet verklaard wat die 2+ betekent, ik vermoed: positief ion met een overschot van 2 protonen. Hoe dit in relatie staat tot het elementair ladingsquantum "1e" (zoals men het aanduidt) is ook onduidelijk...
  • Wat is de structuurformule van CO? De C-atoomsoort heeft immers een covalentie van 4, en de O-variant een covalentie van 2. Eigenlijk is mijn vraag denk ik dan: heeft dat begrip 'covalentie' niet (uitsluitend) betrekking op het begrip dat erboven wordt genoemd: "atoombinding"? Wat dus zou zeggen de molecuulsoort koolmonooxide (CO) een ander (intern) 'bindingstype' heeft (de molecuulsoort bestaat immers wél gewoon)?
  • Waaruit bestaat het onderscheid tussen metaalbinding en ionbinding? Een vraag die naar het mij lijkt neerkomt op: wat wordt verstaan onder "vrije elektronen", en waarom spelen deze uitsluitend een rol bij binding tussen ionen van metaal-atoomsoorten (wild guess: metallische atoomsoorten?)?
  • De bindingssterkte van ionbindingen wordt wat summier behandeld in mijn boekje. Om het kort te houden: kan iemand uitleggen waarom bijv. het O2--ion een "tweevoudige" lading zou hebben en tot de "kleinste" negatieve ionen behoort, en waarom dat zou impliceren dat het oxide van elk metaal een hoger smeltpunt heeft dan "de andere zouten van dat metaal"? Ik hoop dat ik het met de uitleg daarvan uiteindelijk wel door zal krijgen. :P
  • Diamant heeft naar verluidt een atoomrooster. Waarom wordt er geen verband gelegd tussen dit roostertype en het kristalrooster, bestaat dit soms niet? Wordt het roostertype van een stof als deze (ditmaal in de vorm van moleculen, of niet?) niet bepaald door het bindingstype van de atomen (danwel de moleculen) waaruit de stof bestaat?
Ik heb alleen in de brugklas HAVO-VWO scheikundeonderwijs genoten, maar het beviel me toen aardig (nee, niet alleen de 'spannende' aspecten 8-[). Als ik dit zo lees (de stof over "stoffen en hun bouw") lijkt me dat vrij wollig en zal het velen gauw vervelen. Gelukkig heb ik in een paar uur toch heel wat geleerd en wonderwel onthouden, en ik wil niet zeggen dat ik het fantastisch vind, maar ik vind het toch wel best 'leuk'! Ik wil graag meer weten over scheikunde en leer dan ook met plezier de scheikunde 2-zaken. Ik ben echter eerst genoodzaakt mijn deelstaatsexamens te halen, dus hopelijk kan ik wat hulp van jullie krijgen. Hopelijk krijg ik dus geen replies á la: "Huiswerkvragen! Dicht.". :P

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2005 - 15:15

BTW: als ik het in het verkeerde forum heb geplaatst: mijn excuses... :)

#3

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2005 - 21:44

1. De edelgasconfiguratie betekent dat de buitenste elektronenschil mooi vol zit, zoals dat bij de edelgassen het geval is. Het verkrijgen van de edelgasconfiguratie kan op twee manieren: door elektronen af te staan of op te vangen (dan krijg je een ion) of door elektronen samen met een ander atoom te delen (dan krijg je een chemische binding). Ook de combinatie is mogelijk. Protonen kun je niet verschuiven, dus 2+ betekent alleen maar dat er twee elektronen weg zijn.

#4

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2005 - 21:48

2. CO is inderdaad een verbinding tussen twee atomen die 4 respectievelijk 2 bindingen willen vormen. Een oplossing hiervoor is drie bindingen te vormen. Met de drie elektronen van de C in de buurt van de O heeft die O negen in plaats van 8 elektronen om zich, en de C heeft er 4 plus 3 is 7 in plaats van 8. Dat is op te lossen door de O een elektron te laten afstaan aan de C. Het wordt dan dus een molecuul met een drievoudige binding tussen C- en O+.

Dit model is maar gedeeltelijk waar, maar het geeft wel aan hoe het streven naar de edelgasconfiguratie vorm kan krijgen.

#5

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2005 - 21:55

3. Dit gaat redelijk ver in de kwantummechanica. Er zijn in een atoom een beperkt aantal energieniveau's, en die liggen vrij ver uit elkaar. Elk niveau biedt plaats aan 2 elektronen. De onderste niveaus worden opgevuld met elektronen, en de hoger gelegen niveaus zijn leeg. Een molecuul wordt gevormd doordat de energieniveaus van verschillende atomen met elkaar combineren. Er worden moleculaire orbitals gevormd. Ook dezen worden van onder naar boven gevuld. Een stapje verder is een pi-systeem: daar kunnen elektronen zich over een afstand van meerdere atomen "vrij" bewegen. Bij deze beweging hoort een groter aantal energieniveaus die elk 2 elektronen kunnen bevatten. Hoe meer bewegingsvrijheid, hoe meer elektronen, en hoe meer energieniveaus er dichter en dichter op elkaar komen. In een metallische verbinding is het einde bereikt: de bewegingsvrijheid van de elektronen is "oneindig", en de energieniveaus liggen "oneindig dicht" op elkaar. Er is dus geen energie meer te overbruggen tussen de hoogst-bezette orbital (HOMO) en de laagst-onbezette orbital (LUMO).

Deze metallische eigenschap wordt ook nog door andere omstandigheden dan het element beïnvloed: waterstof onder zeer hoge druk gedraagt zich ook metallisch.

#6

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2005 - 22:01

4. O2- is een ion bestaande uit een enkel atoom. En dan ook nog een klein atoom. S2- is bijvoorbeeld veel groter, en SO42- met zijn 5 atomen ook. Onder de éénatomige ionen is O2- een heel klein ion met een sterke lading. Het atoom heeft 2 elektronen extra nodig om de Neon configuratie te hebben; daarom is de 2- configuratie zo stabiel.

De energie die nodig is om positieve ionen verder van het oxide-ion af te trekken is erg groot. Reken maar eens uit: de interactie energie wordt groter als de afstand klein is en als de ladingen groot zijn. Toch is om een zout te laten smelten een vergroting van de inter-atomaire afstand nodig. Daar is dus voor een oxide pas bij heel hoge temperaturen voldoende energie voor.

#7

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 februari 2005 - 22:05

5. Het kristalrooster van diamant bestaat uit allemaal C-atomen die elk met 4 naaste buren een covalente binding vormen. Je kunt een diamant daardoor zien als één enkel molecuul. Daarvandaan komt ook de extreme hardheid van diamant, bijna het hardste materiaal op aarde. Blijkbaar noemt men dit een atoomrooster om het onderscheid te maken met een ionrooster zoals van zouten. Alle C-atomen in diamant zijn neutraal.

Veranderd door rwwh, 18 februari 2005 - 22:05


#8

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2005 - 22:37

Bedankt!

Ik zal je antwoorden aandachtig lezen, maar ik laat bij dezen maar even horen dat ik er nog steeds mee bezig ben. 8-[

Al met al lijkt het erop dat het beter is een uitgebreider boek aan te schaffen...
Als ik graag één boek zou willen kopen (BINAS heb ik reeds besteld) om in ieder geval de stof voor VWO Scheikunde 1 (+ 2 eventueel) beter te kunnen bestuderen, welk raad jij me dan aan? Ik kan natuurlijk wel meerdere kopen, maar ik streef uiteraard na een enkele veelgeprezen klassieker in huis te halen. :)

#9

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2005 - 16:34

1. De edelgasconfiguratie betekent dat de buitenste elektronenschil mooi vol zit, zoals dat bij de edelgassen het geval is. Het verkrijgen van de edelgasconfiguratie kan op twee manieren: door elektronen af te staan of op te vangen (dan krijg je een ion) of door elektronen samen met een ander atoom te delen (dan krijg je een chemische binding). Ook de combinatie is mogelijk. Protonen kun je niet verschuiven, dus 2+ betekent alleen maar dat er twee elektronen weg zijn.

Aha, dus de edelgasconfiguratie van een atoom houdt in feite in dat het bewuste atoom zijn buitenste elektronenschil vol heeft met elektronen? En dat betekent tevens dat het absolute aantal elektronen dat hiervoor op de buitenste elektronenschil aanwezig moet zijn weer afhankelijk is van het schilnummer van deze elektronenschil (waarbij iedere schil een capaciteit heeft volgens de wisk. formule: 2n2)?

Voorts, hoe kan een atoom zijn edelgasconfiguratie verkrijgen door elektronen af te staan? Dan is het toch zo dat het atoom of reeds in zijn edelgasconfiguratie verkeert voordat de reactie plaatsvindt, of het een elektron meer heeft dan mogelijk (op de buitenste elektronenschil tenminste)? :)

Dan heb ik een vraag puur uit eigen interesse: wil het feit dat men stelt dat een atoom in edelgasconfiguratie zeer weinig reactief is (en dus niet per definitie: geheel niet reactief) zeggen dat de enig mogelijke reactie bestaat in de vorm van het 'delen' van elektronen (moeten dit er trouwens per se meerdere zijn?) met een ander atoom/andere atomen?

En klopt het nou dat de valentie-elektronen zich alleen in de buitenste elektronenschil kunnen bevinden, in tegenstelling tot wat (intrinsiek tegenstrijdig) in mijn boekje staat?

Nogal veel vragen, maar gaandeweg zal ik het zo wel beter begrijpen. 8-[

#10

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2005 - 16:42

2. CO is inderdaad een verbinding tussen twee atomen die 4 respectievelijk 2 bindingen willen vormen. Een oplossing hiervoor is drie bindingen te vormen. Met de drie elektronen van de C in de buurt van de O heeft die O negen in plaats van 8 elektronen om zich, en de C heeft er 4 plus 3 is 7 in plaats van 8. Dat is op te lossen door de O een elektron te laten afstaan aan de C. Het wordt dan dus een molecuul met een drievoudige binding tussen C- en O+.

Dit model is maar gedeeltelijk waar, maar het geeft wel aan hoe het streven naar de edelgasconfiguratie vorm kan krijgen.

Hmm, ik zal je uitleg wel verkeerd opvatten, maar heeft de C-atoomsoort nou 3 of 4 of 7 elektronen? Want je schrijft eerst "met de drie elektronen van de C in buurt" en later "en de C heeft er 4 plus 3".

Wellicht is een grafische uitleg begrijpelijker... 8-[ :)
Ik ben al op zoek gegaan. :D

#11

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2005 - 16:50

3. Dit gaat redelijk ver in de kwantummechanica. Er zijn in een atoom een beperkt aantal energieniveau's, en die liggen vrij ver uit elkaar. Elk niveau biedt plaats aan 2 elektronen. De onderste niveaus worden opgevuld met elektronen, en de hoger gelegen niveaus zijn leeg. Een molecuul wordt gevormd doordat de energieniveaus van verschillende atomen met elkaar combineren. Er worden moleculaire orbitals gevormd. Ook dezen worden van onder naar boven gevuld. Een stapje verder is een pi-systeem: daar kunnen elektronen zich over een afstand van meerdere atomen "vrij" bewegen. Bij deze beweging hoort een groter aantal energieniveaus die elk 2 elektronen kunnen bevatten. Hoe meer bewegingsvrijheid, hoe meer elektronen, en hoe meer energieniveaus er dichter en dichter op elkaar komen. In een metallische verbinding is het einde bereikt: de bewegingsvrijheid van de elektronen is "oneindig", en de energieniveaus liggen "oneindig dicht" op elkaar. Er is dus geen energie meer te overbruggen tussen de hoogst-bezette orbital (HOMO) en de laagst-onbezette orbital (LUMO).

Deze metallische eigenschap wordt ook nog door andere omstandigheden dan het element beïnvloed: waterstof onder zeer hoge druk gedraagt zich ook metallisch.

Hehe, dat is inderdaad vrij diepgaand. Geplaatste afbeelding
:)

Ik ben al meer te weten gekomen over de eigenschappen van metalen. Nog twee vraagjes hieromtrent: degene die ik al stelde, wat zijn 'vrije elektronen' (maar dan niet zozeer hoe ze werken, maar meer het verschil t.o.v. niet-vrije elektronen in elektronenschillen), plus de volgende (wederom volledig uit eigen interesse): hoe kan het dat (uitsluitend) metalen niet afhankelijk zijn van hun elektronische eigenschappen voor onderlinge binding van hun atomen (zoals weerspiegeld in hun eigen bindingstype: metaalbinding)?

#12

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2005 - 18:19

4. O2- is een ion bestaande uit een enkel atoom. En dan ook nog een klein atoom. S2- is bijvoorbeeld veel groter, en SO42- met zijn 5 atomen ook. Onder de éénatomige ionen is O2- een heel klein ion met een sterke lading. Het atoom heeft 2 elektronen extra nodig om de Neon configuratie te hebben; daarom is de 2- configuratie zo stabiel.

De energie die nodig is om positieve ionen verder van het oxide-ion af te trekken is erg groot. Reken maar eens uit: de interactie energie wordt groter als de afstand klein is en als de ladingen groot zijn. Toch is om een zout te laten smelten een vergroting van de inter-atomaire afstand nodig. Daar is dus voor een oxide pas bij heel hoge temperaturen voldoende energie voor.

Zo, over deze reactie deed ik even wat langer om ertot te komen. 8-[
Voor ik verdere vragen stel leer ik even zaken rond atoom-orbitalen en de notatie van de electronenconfiguratie wat dieper via het Internet. Ik wil immers niet onbelagen ten ijs komen. :)

Maar toch nog ééntje: wat is de relatie tot het elementair ladingsquantum e?

Veranderd door Polyminder, 19 februari 2005 - 18:20


#13

Polyminder

    Polyminder


  • >25 berichten
  • 26 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2005 - 18:39

5. Het kristalrooster van diamant bestaat uit allemaal C-atomen die elk met 4 naaste buren een covalente binding vormen. Je kunt een diamant daardoor zien als één enkel molecuul. Daarvandaan komt ook de extreme hardheid van diamant, bijna het hardste materiaal op aarde. Blijkbaar noemt men dit een atoomrooster om het onderscheid te maken met een ionrooster zoals van zouten. Alle C-atomen in diamant zijn neutraal.

Uit eigen interesse: bestaat er een (waarschijnlijk supersterke :)) stof gevormd uit koolstofatomen die een drievoudig covalente binding vormen en gerangschikt zijn in een kristalrooster?

En betreffende je uitleg: hoe bedoel je precies dat men een onderscheid maakt - door een stilletjes synoniem te introduceren voor de feitelijk juiste benaming (?) 'kristalrooster' - tussen laatstgenoemde ('kristalrooster' dus) en het andere begrip (te weten: 'ionrooster')? Deze vraag komt neer op: is het verschil tussen een kristalrooster en een ionrooster dan onvoldoende duidelijk, als er duidelijk wordt verklaard dat de structuur van ionroosters afhangt van de door de atomen gevormde ionen, in tegenstelling tot de anderssoortige binding bij kristalroosters gebaseerd op covalentie?

Natuurlijk hoef jij dat niet te verantwoorden 8-[, maar ik zoek naar een verklaring voor de rariteiten in mijn boekje, en probeer onjuiste dan ook te ontzenuwen. :D

#14

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 februari 2005 - 21:00

Aha, dus de edelgasconfiguratie van een atoom houdt in feite in dat het bewuste atoom zijn buitenste elektronenschil vol heeft met elektronen? En dat betekent tevens dat het absolute aantal elektronen dat hiervoor op de buitenste elektronenschil aanwezig moet zijn weer afhankelijk is van het schilnummer van deze elektronenschil (waarbij iedere schil een capaciteit heeft volgens de wisk. formule: 2n2)?


Ja, bijna helemaal juist. Alleen is er bij de hogere schillen iets raars aan de hand: de 3d schil heeft een iets hogere energie dan de 4s... Dat wil zeggen dat Ar wel de 3s en 3p schillen vol heeft, maar niet de 3d. En toch is DAT de edelgasconfiguratie. Na Ar gaat eerst 4s, en dan pas 3d. De edelgassen zijn door dit effect (en iets soortgelijks met de f-schillen) de atomen die net een volle p-schil hebben.

Voorts, hoe kan een atoom zijn edelgasconfiguratie verkrijgen door elektronen af te staan? Dan is het toch zo dat het atoom of reeds in zijn edelgasconfiguratie verkeert voordat de reactie plaatsvindt, of het een elektron meer heeft dan mogelijk (op de buitenste elektronenschil tenminste)? :)


Kijken we naar Na, dan zien we 2 elektronen in 1s, 2 in 2s, 6 in 2p, en 1 in 3s. Die laatste is er dus één te veel. Als we die eruit nemen, dan heeft het resulterende Na+ de Ne-configuratie. Dit elektron gaat er inderdaad erg makkelijk af (daarom is het Na metaal zo reactief).

Dan heb ik een vraag puur uit eigen interesse: wil het feit dat men stelt dat een atoom in edelgasconfiguratie zeer weinig reactief is (en dus niet per definitie: geheel niet reactief) zeggen dat de enig mogelijke reactie bestaat in de vorm van het 'delen' van elektronen (moeten dit er trouwens per se meerdere zijn?) met een ander atoom/andere atomen?


Edelgassen zouden elektronen kunnen delen, maar normaal gesproken delen atomen die een binding aangaan elk één elektron in zo'n binding. Voor een edelgas kan dat dus eigenlijk niet. Die zou beide elektronen uit de binding moeten leveren.

Ik ken eigenlijk geen verhalen over serieuze verbindingen van He, Ne, Ar en Kr. Pas Xenon vertoont serieuze chemie.....

En klopt het nou dat de valentie-elektronen zich alleen in de buitenste elektronenschil kunnen bevinden, in tegenstelling tot wat (intrinsiek tegenstrijdig) in mijn boekje staat?


De valentie-elektronen zijn inderdaad de elektronen uit de schil die niet vol is. De buitenste dus.

#15

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 februari 2005 - 21:06

Hmm, ik zal je uitleg wel verkeerd opvatten, maar heeft de C-atoomsoort nou 3 of 4 of 7 elektronen? Want je schrijft eerst "met de drie elektronen van de C in buurt" en later "en de C heeft er 4 plus 3".

Wellicht is een grafische uitleg begrijpelijker... 8-[ :)
Ik ben al op zoek gegaan. :D

C heeft 2 elektronen in 1s, 2 in 2s en 2 in 2p. Samen 6. De elektronen in 1s zijn geen valentie-elektronen, dus we hebben het over de 4 in de 2e schil. Dat moeten er 8 worden voor de Neon configuratie.

Elke chemische binding bestaat uit een elektron van het ene, en een elektron van het andere atoom. Die springen niet over, maar maken na het maken van de binding deel uit van zowel het ene als van het andere atoom. Als we dus 3 bindingen maken krijgt het C atoom er 3 elektronen (die eigenlijk om het O atoom zitten) bij. En het O atoom krijgt er 3 (die eigenlijk om het C atoom zitten) bij. Daardoor krijgt de C er 4+3=7 en de O 6+3=9 "valentie" elektronen. Bij die O past dat niet, en er hopt nu een elektron over naar het gaatje in de 2e schil van het C atoom.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures