- zelfstandig voorbereiden op het examen - examen voorbereiden op basis van persoonlijk studieadvies - stapsgewijs toewerken naar het examenniveau - oefenen met recente examens havo Duits
978-90-06-08063-6
havo Engels
978-90-06-08064-3
havo Frans
978-90-06-08062-9
havo Nederlands
978-90-06-08061-2
havo biologie
978-90-06-08066-7
havo natuurkunde
978-90-06-08070-4
havo scheikunde
978-90-06-08069-8
havo wiskunde A
978-90-06-08067-4
havo wiskunde B
978-90-06-08068-1
havo aardrijkskunde
978-90-06-08065-0
havo economie
978-90-06-08072-8
havo geschiedenis
978-90-06-08071-1
havo M&O
978-90-06-08073-5
havo maatschappijwetenschappen
978-90-06-08074-2
www.samengevat.nl
samengevat
examenbundels
Meer kans van slagen met de Examenbundel! De Examenbundel bevat oefenexamens met uitleg bij de antwoorden, zodat je leert tijdens het oefenen. De bundel is speciaal samengesteld voor dit schooljaar, dus je oefent altijd de juiste stof. Test je kennis met de Oriëntatietoets en kijk voor meer tips om te slagen op www.examenbundel.nl.
havo
examenbundel + samengevat = jouw succesformule
havo
scheikunde
samengevat
978-90-06-07374-4
havo aardrijkskunde
978-90-06-08044-5
havo geschiedenis
978-90-06-08046-9
havo economie
978-90-06-07868-8
havo M&O
978-90-06-07370-6
h/v Nederlands 3F / 4F
978-90-06-07999-9
h/v rekenen 3F
978-90-06-07447-5
SG Scheikunde havo.indd 1
T
• • • SLU I
978-90-06-07373-7
havo wiskunde B
LE VOL DIG VERN IE
U
EXAMEWD N P RO G R
••
havo wiskunde A
A MM A
••••••
978-90-06-07871-8
••
978-90-06-07870-1
havo scheikunde
N O P• •
978-90-06-07869-5
havo natuurkunde
AA
havo biologie
Meer kans van slagen met Samengevat! Samengevat biedt je een helder en beknopt overzicht van alle examenstof.
scheikunde
- schematisch overzicht van alle examenstof - beknopte en heldere uitleg - snel en overzichtelijk door te nemen en te herhalen - het perfecte uittreksel
14/02/17 11:07
9006078718_boek.indb 1
14/02/17 10:58
www.samengevat.nl
havo
scheikunde
dr. J.R. van der Vecht
9006078718_boek.indb 1
14/02/17 10:58
omslagfoto: ANP - Science Photo Library - Alfred Pasieka Model van de buckyball, een derde vorm van koolstof, naast grafiet en diamant. Naast deze balvorm van koolstof komen ook elliptische en buisvormige koolstofmoleculen voor die samen fullerenen worden genoemd en veelbelovende structuren bezitten voor toepassingen in de nanotechnologie. (In 1996 ontvingen de Amerikanen Richard Smalley en Robert Curl samen met de Engelsman Harry Kroto de Nobelprijs voor de ontdekking van de buckyball.)
Over ThiemeMeulenhoff ThiemeMeulenhoff ontwikkelt zich van educatieve uitgeverij tot een learning design company. We brengen content, leerontwerp en technologie samen. Met onze groeiende expertise, ervaring en leeroplossingen zijn we een partner voor scholen bij het vernieuwen en verbeteren van onderwijs. Zo kunnen we samen beter recht doen aan de verschillen tussen lerenden en scholen en ervoor zorgen dat leren steeds persoonlijker, effectiever en efficiënter wordt. Samen leren vernieuwen. www.thiememeulenhoff.nl ISBN 978 90 06 07871 8 Vijfde druk, zesde oplage, 2017 © ThiemeMeulenhoff, Amersfoort, 2014 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand, of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of enig andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Voor zover het maken van kopieën uit deze uitgave is toegestaan op grond van artikel 16B Auteurswet 1912 j° het Besluit van 23 augustus 1985, Stbl. 471 en artikel 17 Auteurswet 1912, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan Stichting Publicatie- en Reproductierechten Organisatie (PRO), Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp (www.stichting-pro.nl). Voor het overnemen van gedeelte(n) uit deze uitgave in bloemlezingen, readers en andere compilatiewerken (artikel 16 Auteurswet) dient men zich tot de uitgever te wenden. Voor meer informatie over het gebruik van muziek, film en het maken van kopieën in het onderwijs zie www.auteursrechtenonderwijs.nl. De uitgever heeft ernaar gestreefd de auteursrechten te regelen volgens de wettelijke bepalingen. Degenen die desondanks menen zekere rechten te kunnen doen gelden, kunnen zich alsnog tot de uitgever wenden.
Deze uitgave is volledig CO2-neutraal geproduceerd. Het voor deze uitgave gebruikte papier is voorzien van het FSC®-keurmerk. Dit betekent dat de bosbouw op een verantwoorde wijze heeft plaatsgevonden.
9006078718_boek.indb 2
14/02/17 10:58
voorwoord Beste examenkandidaat, In dit boek vind je de leerstof en de vaardigheden voor het havo-examen scheikunde kort en systematisch weergegeven. Deze samenvatting stelt je in staat om in korte tijd grote hoeveelheden stof te herhalen en te overzien. Hoofd- en bijzaken worden onderscheiden waardoor je inzicht krijgt in de grote lijnen van de stof en in de samenhang tussen de verschillende onderwerpen. Met Samengevat bereid je je zelfstandig voor op het examen. Omdat Samengevat een uitgebreid trefwoordenregister bevat, is dit boek ook al bruikbaar in 4-havo. Gecombineerd met de Examenbundel havo scheikunde vormt deze Samengevat de beste voorbereiding op je examen. De theorie vind je in Samengevat en je oefent met de opgaven uit de Examenbundel! Samengevat en Examenbundel zijn naast elke methode te gebruiken. Heb je opmerkingen? Meld het ons via vo@thiememeulenhoff.nl
Amersfoort, juli 2014
opmerkingen Dit boekje bevat geen begrippen die uitsluitend betrekking hebben op het schoolexamen, met uitzondering van het begrip ‘evenwicht’ dat nodig is om enkele onderwerpen uit het centraal examen te kunnen begrijpen. Dit is aangegeven met een sterretje (*). Bij de verwijzingen naar het informatieboek BINAS is gebruik gemaakt van de zesde editie. De verschillen met de vijfde editie zijn zeldzaam. Hoewel dit boek met de grootst mogelijke zorg is samengesteld, kunnen auteur en uitgever geen aansprakelijkheid aanvaarden voor aanwijzingen naar aanleiding van publicaties van de overheid betreffende specifieke examenonderwerpen, de hulpmiddelen die je tijdens het examen mag gebruiken, duur en datum van je examen, etc. Het is altijd raadzaam je docent of onze website www.examenbundel.nl te raadplegen voor actuele informatie die voor jouw examen van belang kan zijn.
9006078718_boek.indb 3
14/02/17 10:58
hoe werk je met dit boek? In SAMENGEVAT vormen linker- en rechterbladzijde een geheel. De begrippen die links kort worden weergegeven, worden rechts nader toegelicht (door definities of voorbeeldvraagstukken). LINKERBLADZIJDE Op de linkerbladzijde staan boomdiagrammen die de onderlinge relaties van begrippen laten zien. De linkerbladzijde dient als een checklist om snel na te gaan of de genoemde onderwerpen bekend zijn. dit is het hoofdbegrip
→ chemische stoffen en milieu
cursieve tekst geeft de relatie met
→ begrippen
de volgende opsomming aan
waterverontreiniging lozing van afvalstoffen
begrip van 1e orde, beschrijft
→ bodemverontreiniging storten van afvalstoffen;
bestrijdingsmiddelen en kunstmeststoffen van landbouw
hoofdbegrip + toelichting
luchtverontreiniging gasvormige verbrandingsproducten afvalverwerking afhankelijk van de mate van schadelijkheid mogelijkheden
mechanische methoden zoals het afvangen van roet begrip van 2e orde, geeft informatie → over afvalverwerking + toelichting
hergebruik ook terugwinning uit eindproducten verbranding van brandbaar afval brengt vaak giftige stoffen
begrippen van de 3e
en 4e
orde
kunnen ook voorkomen
in de lucht, er blijft een vaste verbrandingsrest over
biologische afbraak bv. door vergisting van afval chemische behandeling bv. rookgasontzwaveling
RECHTERBLADZIJDE Op de rechterbladzijde vind je nadere informatie, die je nodig hebt als de begrippen links nog niet bekend zijn of als je die nog onvoldoende beheerst. Deze theorie vervangt voor een deel de theorie die ook in je leerboek voorkomt. hier vind je meer informatie over →
verbrandingsproducten
het begrip verbranding van links
Bij volledige verbranding van een (afval)stof ontstaan de oxiden van de elementen waaruit de stof is opgebouwd.
zo worden ook andere begrippen nader verklaard
ter toelichting kun je rechts ook voor
stof bevat
product
effect op mens en milieu
H
H2O
geen
C
CO2(g) CO(g) C(roet)
broeikaseffect zeer giftig fijn stof
S
SO2(g)
zure regen, giftig
N
N2(g) NOx(g)
geen
beelden, definities en figuren aantreffen
9006078718_boek.indb 4
zure regen, giftig
14/02/17 10:58
inhoud voorwoord
3
hoe werk je met dit boek?
4
1 van atomen tot stoffen
6
2 reacties
18
3 koolstofchemie en biochemie
28
4 energie
38
5 chemische industrie en milieu
48
6 vaardigheden
56
trefwoordenregister
67
bijlage: overzicht van formules en namen
75
9006078718_boek.indb 5
14/02/17 10:58
begrippen en relaties
1
6
Van atomen tot stoffen atomen microniveau opgebouwd uit
atoomkern centrum van het atoom, bevat vrijwel de gehele atoommassa protonen massa 1 u; aantal protonen bepaalt de atoomsoort begrippen atoomnummer
is gelijk aan het aantal protonen aantal protonen maal +1e (+1e = lading van één proton) plaats in periodiek systeem zie blz. 8 neutronen massa 1 u; aantal neutronen ligt voor bepaalde atoomsoort niet vast: kernlading
elke atoomsoort heeft meerdere isotopen elektronenwolk kenmerken afmeting
is veel groter dan die van de atoomkern lading is aantal elektronen maal –1e (–1e = lading van één elektron) massa is zeer klein; elektronen zijn veel lichter dan protonen en neutronen bestaat uit elektronenschillen
eerste drie schillen volgens toenemende (elektronen)energie K-schil
= eerste (kleinste) schil met maximaal 2 elektronen = tweede schil met maximaal 8 elektronen 1) M-schil = derde schil met maximaal 18 elektronen (eerst opvulling tot 8) L-schil
onderscheid tussen binnenschillen
lage (potentiële) energie; spelen geen rol bij reacties buitenste schil hierin zitten de elektronen die betrokken zijn bij reacties algemeen geldt
elk atoom is neutraal want aantal elektronen = aantal protonen en hun ladingen zijn even groot maar tegengesteld van teken massabegrippen
massagetal van atoom aantal protonen plus neutronen in een atoom; massagetal p+n weergave van een atoomsoort: atoomnummmer Element of p X andere notatie, meestal bij isotopen: X-(p+n), bv. Cl-35 en Cl-37 atomaire massa-eenheid u 1 u = 1,66 ⋅ 10–27 kg massa H atoom ≅ massa proton ≅ massa neutron ≅ 1 u atoommassa A gemiddelde massa van alle atomen van een atoomsoort (in u) relatieve atoommassa Ar atoommassa zonder eenheid u
1) Alleen de K- en L-schil moeten gekend worden.
9006078718_boek.indb 6
14/02/17 10:58
7
toelichting
atoommodel van
19 F 9
valentie-elektron
proton
elektronenschil
neutron kern met massagetal 19
elektron
elektronenomringing bij atomen Bij een fluoratoom (zie boven) is de K-schil opgevuld met 2 elektronen en de L-schil bevat 7 elektronen. De L-schil kan maximaal 8 elektronen bevatten. Een atoom van het edelgas Ne bezit twee gevulde schillen: 2 elektronen in de K-schil en 8 elektronen in de L-schil. Zo’n elektronenomringing (edelgasomringing) is erg stabiel. Atomen van edelgassen reageren dan ook nergens mee. lading van elektron en proton voor ladingen van ionen zie blz. 14 De kleinst mogelijke negatieve lading die bestaat, is die van een elektron: -1 e De kleinst mogelijke positieve lading die bestaat, is die van een proton: +1 e Voor omrekening naar de eenheid Coulomb geldt: 1 e = 1,6 ⋅ 10–19 C isotopen zijn atomen met hetzelfde atoomnummer, maar met een verschillend massagetal U en radioactief 235 U .1) (evenveel protonen, verschillend aantal neutronen), zoals 238 92 92 atoommassa en relatieve atoommassa De atoommassa is de gemiddelde massa (in eenheden u) van alle atomen die in de natuur van een atoomsoort voorkomen. Omdat de belangrijkste isotopen van chloor, Cl-35 en Cl-37, in de natuur voorkomen in een verhouding van 3 : 1, is de atoommassa niet 36 u maar 35,5 u. De relatieve atoommassa is gelijk aan de atoommassa maar dan zonder eenheid u. samenstelling van deeltjes voorbeelden (vier atomen en het ion S2-) 1 1H
32 16 S
32 2 � 16 S
235 92 U
238 92 U
aantal protonen
1
16
16
92
92
aantal neutronen
1-1=0
32 - 16 = 16
32 - 16 = 16
235 - 92 = 143
238 - 92 = 146
aantal elektronen
1
16
16 + 2 = 18
92
92
lading van deeltje
0
0
-2 e
0
0
massa van deeltje
1u
32 u
32 u
235 u
238 u
1) Van veel zware metalen bestaan isotopen met een instabiele atoomkern. Zij zenden radioactieve straling uit. Binas: massa u, lading e (7); atoomnummer, massagetal, isotopen (25A); (relatieve) atoommassa (40A en 99)
9006078718_boek.indb 7
14/02/17 10:58
8
begrippen en relaties van atomen tot stoffen
periodiek systeem van de elementen (p.s.) met zeven perioden en 18 groepen overzicht
1
2
3-12
13
14
15
16
17
18
1
1H
2
3Li
4Be
5B
6C
7N
8O
9F
10Ne
3
11Na
12Mg
13Al
14Si
15P
16S
17Cl
18Ar
4
19K
20Ca
21-30
31Ga
32Ge
33As
34Se
35Br
36Kr
5
37Rb
38Sr
39-48
49In
50Sn
51Sb
52Te
53I
54Xe
6
55Cs
56Ba
57-70
71-80
81Tl
82Pb
83Bi
84Po
85At
86Rn
7
87Fr
88Ra
89-102
103-...
groep
2He
periode
= metaal
= niet-metaal
twee soorten atomen
metalen ongeveer 80 van alle atoomsoorten (elementen) zijn metalen niet-metalen ongeveer 20 atoomsoorten (rechtsboven in het p.s.) waaronder halogenen edelgassen
5 verwante atoomsoorten uit groep 17 die makkelijk reageren 6 atoomsoorten uit groep 18 die nergens mee reageren
drie soorten bindingen
metaalatoom met niet-metaalatoom ⇒ ionbinding elektrische aantrekking van ionen, waardoor (op macroniveau) een zout wordt gevormd met een ionrooster niet-metaalatomen onderling ⇒ atoombinding binding door gedeelde elektronenparen, waardoor (op macroniveau) een moleculaire stof ontstaat metaalatomen onderling ⇒ metaalbinding binding door zwervende elektronen, waardoor (op macroniveau) een metaal met een metaalrooster ontstaat
9006078718_boek.indb 8
14/02/17 10:58
toelichting
9
periodiek systeem (der elementen) is de rangschikking van alle bekende atoomsoorten (elementen) volgens opklimmend atoomnummer met 7 (horizontale) perioden en 18 (verticale) groepen. Deze ordening is zodanig dat elementen met overeenkomstige eigenschappen onder elkaar staan. Deze eigenschappen hangen samen met het aantal elektronenschillen en het aantal elektronen in de buitenste schil (valentie-elektronen1)). Het aantal protonen bepaalt de plaats in het periodiek systeem. Met een toenemend atoom nummer neemt (in bijna alle gevallen) ook de atoommassa toe. periode1) is een horizontale rij in het periodiek systeem met oplopend atoomnummer. Het nummer van de periode komt overeen met het aantal schillen dat in gebruik is. groep1) is verticale groep van atoomsoorten in het periodiek systeem die verwante eigenschappen vertonen. Het aantal valentie-elektronen van de atoomsoorten uit de groepen 1 en 2 is gelijk aan het nummer van de groep. Het aantal valentie-elektronen van de elementen uit de groepen 13 t/m 18 is gelijk aan het nummer van de groep minus 10. metalen reactiviteit De metalen uit de groepen 1 en 2 reageren heftiger dan de overige metalen. Binnen een groep reageren metalen van boven naar beneden steeds heftiger. Kalium (K) reageert dus heftiger dan lithium (Li) en barium (Ba) reageert veel heftiger dan magnesium (Mg). halogenen vormen groep 17 in het periodiek systeem De belangrijkste halogenen zijn fluor , chloor , broom en jood. Van boven naar beneden reageren de halogenen (net als de andere niet-metalen) minder heftig: fluor reageert dus veel heftiger dan jood. edelgassen vormen groep 18 in het periodiek systeem De belangrijkste edelgassen zijn: helium (He), neon (Ne) en argon (Ar) edelgasomringing1) is stabiele elektronenomringing die bij de edelgassen optreedt: Elektronenomringing waarbij zich in de buitenste schil acht valentie-elektronen bevinden (in de eerste schil slechts twee). Atoomsoorten die dicht bij de edelgassen staan, kunnen een edelgasomringing krijgen: - metalen door afgifte van elektronen, bv. Mg2+ heeft edelgasomringing van neon (Ne). - niet-metalen door opname van elektronen, bv. S2– heeft edelgasomringing van argon (Ar). - niet-metalen door delen van elektronen, bv. twee waterstofatomen met elk 1 elektron vormen een molecuul H2 met in totaal 2 elektronen (gelijk aan dat van He): H . + . H → H– H
1) De definities van periode, groep, valentie-elektron en edelgasomringing hoef je niet te kennen. Dit extra stukje theorie maakt duidelijk, waarom bepaalde ionen bestaan en waarom atoomsoorten een bepaalde covalentie hebben. Binas: periodiek systeem der elementen (99)
9006078718_boek.indb 9
14/02/17 10:58
begrippen en relaties van atomen tot stoffen
10
ionen microniveau positieve ionen deeltjes die minder elektronen dan protonen bevatten enkelvoudig ion metaalion; genoemd naar de metaalsoort samengesteld ion groepje niet-metaalatomen met positieve lading ionen die je moet kennen 1 + 2 + 3 + 1 + / 2 + 1 + / 3 + 2 + / 3 +
Na+ ; K+ ; Ag+ ; H+ ; NH4+ (ammoniumion) Mg2+ ; Ca2+ ; Ba2+ ; Cu2+ ; Zn2+ Al3+ Hg+, kwik(I)ion en Hg2+, kwik(II)ion Au+, goud(I)ion en Au3+, goud(III)ion Fe2+, ijzer(II)ion en Fe3+, ijzer(III)ion
Pb2+, lood(II)ion en Pb4+, lood(IV)ion; Sn2+, tin(II)ion en Sn4+, tin(IV)ion 3 + / 6 + U3+, uraan(III)ion en U6+, uraan(VI)ion negatieve ionen1) deeltjes die meer elektronen dan protonen bevatten enkelvoudig ion niet-metaalatoom dat negatieve lading heeft gekregen 22 naam eindigt op ‘ide’ bv. bromide (Br ), oxide (O ) en sulfide (S ) samengesteld ion groepje niet-metaalatomen, waaronder altijd een aantal zuurstofatomen, met negatieve lading 2 naam eindigt op ‘aat’ bij het grootst aantal O atomen, bv. sulfaat (SO4 ) 2 naam eindigt op ‘iet’ bij een O atoom minder, bv. sulfiet, SO3 ) 2 + / 4 +
moleculen microniveau kenmerken
atoomgroepjes met vaste samenstelling de molecuulsamenstelling bepaalt de stof bestaan uitsluitend uit niet-metaalatomen meerderheid van alle moleculen bevat koolstof bevatten atoombindingen atomen zijn aan elkaar gebonden door gemeenschappelijke elektronenparen waarvan elk atoom een elektron levert gewone atoombinding geen ladingsverschil tussen de atomen; bv. in Cl2 polaire atoombinding met klein ladingsverschil tussen twee atomen; bv. O – H en C=O vast aantal bindingen voor elke atoomsoort dit is de covalentie; deze is voor atoomsoorten binnen één groep (in p.s.) gelijk; vuistregel: covalentie + groepsnummer = 18 covalentie 1 bij H, F, Cl, Br en I (H en 17e groep) covalentie 2 bij O en S (16e groep) covalentie 3 bij N en P (15e groep) covalentie 4 bij C en Si (14e groep) zwakke binding tussen moleculen zwakker dan atoom-, metaal- en ionbinding vanderwaalsbinding of molecuulbinding tussen alle moleculen waterstofbrug tussen O-H en N-H groepen; sterker dan molecuulbinding formules
molecuulformule geeft het aantal van elke atoomsoort in een molecuul, bv. H2O2 structuurformule geeft de ruimtelijke structuur en de atoombindingen in een molecuul weer, bv. O O H H 1) Voor ladingen, formules en namen, zie bijlage achterin.
9006078718_boek.indb 10
14/02/17 10:58
11
toelichting
vorming van ionen De lading van de ionen van metalen uit groep 1 van het p.s. is 1+, omdat zij het enkele elektron in hun buitenste schil kunnen afstaan. Voorbeelden: Na+ en K+ De lading van de ionen van metalen uit groep 2 van het p.s. is 2+, omdat zij beide elektronen in hun buitenste schil kunnen afstaan. Voorbeelden: Mg2+, Ca2+ en Ba2+ De lading van de ionen van metalen uit groep 13 van het p.s. is 3+, omdat zij de drie elektronen in hun buitenste schil kunnen afstaan. Voorbeeld: Al3+ De lading van de ionen van niet-metalen uit groep 17 van het p.s. is 1-, omdat zij nog een elektron in hun buitenste schil kunnen opnemen (van 7 naar 8). Voorbeelden: F– , Cl– , Br– , I– De lading van de ionen van niet-metalen uit groep 16 van het p.s. is 2-, omdat zij nog twee elektronen in hun buitenste schil kunnen opnemen (van 6 naar 8). Voorbeelden: O2– en S2– vorming van moleculen met behulp van covalenties (zie linkerbladzijde) atoomsoort 1
bindt atoomsoort 2
structuurformule
molecuulformule
vergelijk met
H
Si
SiH4
CH4
Cl
P
P
PCl3
NH3
H
S
H-S-H
H2S
H2O
S
C
S=C=S
CS2
CO2
H H
Cl
Si
H H
Cl Cl
structuurformule uit molecuulformule met behulp van covalenties (zie linkerbladzijde) Br2 ⇒ Br-Br O2 ⇒ O=O N2 ⇒ N≡N C2H2 ⇒ H-C≡C-H CO2 ⇒ O=C=O H H H O H H H H H C C2H4 ⇒ C C2H6O ⇒ H C C O H of H C O C H CON2H4 ⇒ H N C N H H H H H H H vanderwaalsbinding ook wel ‘molecuulbinding’; zwakke binding tussen moleculen onderling. Deze binding is sterker naarmate de moleculen een grotere massa hebben. waterstofbrug treedt op bij moleculen met O – H en N – H bindingen. De wisselwerking tussen H (d +) en het (d –) atoom (O of N) van een naburig molecuul is sterker dan de vanderwaalsbinding. Voorbeeld: Methanolmoleculen blijven bij kamertemperatuur bijeen t.g.v. waterstofbruggen (I I I I I) ⇒ methanol (CH3OH) is vloeibaar, terwijl propaan (C3H8) met zwaardere moleculen dan gasvormig is.
H H H C O H
H O C H H H
H
H
O C H H
Binas: namen en formules van ionen (66B)
9006078718_boek.indb 11
14/02/17 10:58
begrippen en relaties van atomen tot stoffen
12
stoffen macroniveau zouten opgebouwd uit positieve en negatieve ionen
vormen een regelmatig ionrooster
gebonden door ionbinding
elektrische aantrekking tussen tegengesteld geladen deeltjes
naamgeving naam positief ion + naam negatief ion
bv. NH4NO3 heet ammoniumnitraat moleculaire stoffen opgebouwd uit moleculen, variërend van zeer eenvoudig (zie hieronder) tot ingewikkeld (bv. eiwitmoleculen, zie hoofdstuk 3) sommige niet-ontleedbare stoffen of elementen waterstof
zeer brandbaar (explosief) gas; formule: H2(g) onmisbaar voor leven; formule: O2(g) stikstof hoofdbestanddeel van lucht; formule: N2(g) halogenen stoffen uit groep 17 van het p.s.: F2(g), Cl2(g), Br2(l) en I2(s) oxiden van niet-metalen bevatten naast zuurstof nog één ander niet-metaal water meest voorkomende stof op aarde; formule: H2O(l) waterstofperoxide ontsmettings- en bleekmiddel; formule: H2O2(l) koolstofdioxide veroorzaakt broeikaseffect; formule: CO2(g); koolstofmono-oxide ontstaat bij onvolledige verbranding; formule: CO(g) zwaveldioxide veroorzaakt zure depositie (‘zure regen’); formule: SO2(g) zwaveltrioxide formule: SO3(g) stikstofmono-oxide formule: NO(g) stikstofdioxide formule: NO2(g); ook stikstofoxiden veroorzaken zure depositie zuren stoffen die een H+ ion (proton) kunnen afstaan (zie blz. 20) waterstofchloride formule: HCl(g) salpeterzuur formule: HNO3(l) zwavelzuur formule: H2SO4(l) fosforzuur formule: H3PO4(s) ethaanzuur (azijnzuur) formule: CH3COOH(l) sommige basen belangrijkste: ammoniak (NH3), grondstof voor chemische industrie koolstofverbindingen zie hoofdstuk 3 metalen opgebouwd uit metaalatomen die een metaalrooster vormen zuurstof
eigenschappen glanzend uiterlijk vervormbaar
door walsen, gieten, persen van elektriciteit en warmte smeltpunt vaak hoog uitzondering kwik, Hg(l) goed onderling mengbaar tot legeringen, bv. brons en soldeer verschillen in reactiviteit onedel = wel reagerend; edel = niet reagerend e e zeer onedele metalen Li, Na, K, Mg, Ca, Ba (uit 1 en 2 groep van p.s.) en U onedele metalen Al, Sn, Pb, Fe, Co, Ni, Zn, Mn, Cd, Cr halfedele metalen Cu, Hg edele metalen Ag, Au, Pt geleiding
9006078718_boek.indb 12
14/02/17 10:58
13
toelichting
zouten zijn verbindingen die zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. Zouten zijn vaste stoffen, meestal kleurloos of wit. Kleuren worden veroorzaakt door bepaalde ionen, meestal de positieve (metaal)ionen. Zo zijn koperzouten meestal blauw. naamgeving zouten De naam van een zout bestaat uit de naam van het positieve ion gevolgd door de naam van het negatieve ion. Als er meerdere ionen van een metaal bestaan, wordt de (positieve) lading aangegeven met een Romeins cijfer. Voorbeeld: lood(II)sulfaat en lood(IV)sulfaat verhoudingsformule formule van zouten Formule die aangeeft in welke verhouding de positieve en negatieve ionen in een bepaald zout voorkomen. Zouten zijn ongeladen; de positieve en de negatieve ladingen heffen elkaar dus op. voorbeelden: - ijzer(II)oxide: FeO; ijzer(III)oxide: Fe2O3 ; calciumfosfaat: Ca3(PO4)2 - In Pb3(OH)2(CO3)2 komt (driemaal) Pb2+ voor, want de andere ionen zijn OH – en CO32–, met een gezamenlijke lading van 6 –. kristalwater en (zout)hydraten Bij sommige zouten passen een bepaald aantal watermoleculen in de ruimte tussen de positieve en negatieve ionen. Dit door het zout opgenomen water noemt men kristalwater. Een zout dat kristalwater bevat, noemt men een (zout)hydraat. Bij verwarming van het zout ontwijkt het kristalwater. Voorbeeld: Watervrij kopersulfaat, CuSO4, is wit; door het opnemen van water ontstaat blauw kopersulfaathydraat, CuSO4 . 5 H2O. moleculaire stoffen en aggregatietoestanden (of fasen) Door de zwakke vanderwaalsbinding tussen moleculen zijn de meeste stoffen met kleinere moleculen gasvormig (bv. O2 en NH3) of vloeibaar (bv. H2O en alcohol, C2H6O). De stoffen met grote moleculen, zoals suikermoleculen, zijn meestal vast. De aggregatietoestand of fase van een stof geven we aan met de volgende toestands aanduidingen: (s) = vast (van solid); (l) = vloeibaar (van liquid) en (g) = gasvormig
en ch tig
rijp
vlu ver
en
r nse
en mp
da
s
ver
en
g de con
faseovergangen1) overzicht Hiernaast zijn alle mogelijke faseovergangen weergegeven. Bij het verdampen van water, weergegeven als H2O(l) → H2O(g) worden (op microniveau) vanderwaalsbindingen en waterstofbruggen tussen de watermoleculen verbroken. Bij smelten van ijs, H2O(s) → H2O(l), gebeurt dat maar gedeeltelijk.
stollen
l
smelten
naamgeving van moleculaire stoffen2) voor koolstofverbindingen zie hoofdstuk 3 Elke atoomsoort wordt vermeld met het aantal atomen. Dit aantal wordt als voorvoegsel weergegeven met een Grieks telwoord (mono wordt aan het begin van de naam weggelaten). voorbeelden: CO koolstofmono-oxide; SO2 zwaveldioxide; N2O4 distikstoftetraoxide 1) De faseovergangen rijpen en vervluchtigen hoef je niet te kennen. 2) Zie voor overige namen bijlage achterin. Binas: toestandsaanduidingen (38A); voorbeelden van hydraten (45B)
9006078718_boek.indb 13
14/02/17 10:58
14
begrippen en relaties van atomen tot stoffen
soorten stoffen van micro naar macro zouten
moleculaire stoffen
metalen
■ soort atomen
metaal- en nietmetaalatomen
niet-metaalatomen
metaalatomen
■ kleinste deeltjes
+ en – ionen
moleculen
+ ionen en vrije elektronen
■ type binding
ionbinding
a: vanderwaalsbinding b: eventueel H bruggen c: atoombinding 1)
metaalbinding
■ bindingssterkte
sterk
zwak (bindingstype a) matig (bindingstype b) sterk (bindingstype c)
meestal sterk
■ type rooster
ionrooster
molecuulrooster
metaalrooster
groot
gering
wisselend
hoog
laag
meestal hoog
ja 3) (door ionen)
nee
ja (door elektronen)
■ oplosbaarheid
alleen in water
wisselend 4)
onoplosbaar
■ soort formule
verhoudingsformule
molecuulformule
atoomsymbool
■ naamgeving
Romeinse cijfers: I, II, III, IV
Griekse telwoorden: mono, di, tri, tetra
-
NaCl, CuSO4 , kunstmest
H2 , C12H22O11 , macromoleculen
Na, Hg, legeringen
kenmerken
voor vaste stoffen
■ hardheid
smelt/kookpunt 2)
■ geleiding van elektriciteit
■ stoffen voorbeelden
1) binding binnen de moleculen 2) stof met zwakke bindingen heeft laag smelt- en kookpunt 3) alleen als een zout vloeibaar is of opgelost, geleidt het elektrische stroom 4) ‘soort zoekt soort’ ⇒ stoffen waarvan de moleculen op elkaar lijken, mengen goed
oplosbaarheid en mengbaarheid ‘soort zoekt soort’ uitgaande van structuur
stoffen met weinig polaire bindingen mengen goed bv. vet met wasbenzine stoffen met H bruggen mengen goed bv. NH3 en alcohol met water alleen geldend voor water als oplosmiddel
hydrofiele stof stof lost goed op in water; bv. de oplosbare zouten, zoals NaCl hydrofobe stof stof lost slecht op in water; elke stof die geen polaire bindingen bevat
9006078718_boek.indb 14
14/02/17 10:58
15
toelichting
ionrooster hierin zijn alle ionen door tegengesteld geladen ionen omringd. Voorbeeld: NaCl, met weergave van de ‘buitenkant’ van de ionen (zie figuur hiernaast) molecuulrooster hierin houden zwakke krachten de moleculen bijeen. Bijvoorbeeld de vanderwaalskrachten tussen joodmoleculen, bij omstandigheden waaronder I2 een vaste stof is (zie figuur hiernaast, waarin ---- = atoombinding). metaalrooster hierin houden vrij bewegende (valentie)elektronen (voorgesteld als ladingswolk) de metaal‘ionen’ bijeen. (zie figuur hiernaast) water als oplosmiddel Een watermolecuul heeft de unieke eigenschappen dat in dit kleine molecuul twee polaire atoombindingen voorkomen en 2d– dat het een gehoekte structuur bezit. Daardoor hebben de beide waterstofatomen elk een kleine positieve lading (d+) en het d+ d+ zuurstofatoom een kleine negatieve lading (2d-). Door de beide O-H bindingen kan water per molecuul twee waterstofbruggen aangaan. Stoffen die net als water waterstofbruggen kunnen vormen of voldoende polaire bindingen hebben, zijn goed in water oplosbaar en dus hydrofiel. hydratatie is omringing van een ion door watermoleculen, weergegeven met de toestandsaanduiding (aq). Deze omringing is zodanig, dat het O atoom (2d –) zich aan positieve ionen bindt en de H atomen (d+) zich aan negatieve ionen binden. voorbeelden (zie hiernaast): K+(aq) en F – (aq)
K+
F–
oplossen van stoffen in water op microniveau Als een zout oplost in water, wordt de regelmatige rangschikking van de ionen in het ionrooster verbroken. Het verbreken van ionbindingen kost energie, maar als de losse ionen meteen omringd worden door watermoleculen (hydratatie), levert dat weer energie op. H2O Weergave van het oplossen van natriumsulfaat: Na2SO4(s) → 2 Na+(aq) + SO42-(aq) Als een moleculaire stof oplost in water, worden niet alleen alle vanderwaalsbindingen (en eventuele waterstofbruggen) tussen de moleculen van die stof verbroken, maar worden ook vanderwaalsbindingen en waterstofbruggen van een deel van de watermoleculen verbroken. Tegelijk worden er vanderwaalsbindingen en eventuele waterstofbruggen gevormd tussen de watermoleculen en de moleculen van de oplosbare stof. H2O Weergave van het oplossen van suiker: C12H22O11(s) → C12H22O11(aq) Tussenvorm: Bij oplossen van zuren in water worden vanderwaalsbindingen en waterstofbrugH2O gen verbroken en treedt hydratie van ionen op: CH3COOH(l) → CH3COO-(aq) + H+(aq)
H01.indd 15
20/02/17 09:57
- zelfstandig voorbereiden op het examen - examen voorbereiden op basis van persoonlijk studieadvies - stapsgewijs toewerken naar het examenniveau - oefenen met recente examens havo Duits
978-90-06-08063-6
havo Engels
978-90-06-08064-3
havo Frans
978-90-06-08062-9
havo Nederlands
978-90-06-08061-2
havo biologie
978-90-06-08066-7
havo natuurkunde
978-90-06-08070-4
havo scheikunde
978-90-06-08069-8
havo wiskunde A
978-90-06-08067-4
havo wiskunde B
978-90-06-08068-1
havo aardrijkskunde
978-90-06-08065-0
havo economie
978-90-06-08072-8
havo geschiedenis
978-90-06-08071-1
havo M&O
978-90-06-08073-5
havo maatschappijwetenschappen
978-90-06-08074-2
www.samengevat.nl
samengevat
examenbundels
Meer kans van slagen met de Examenbundel! De Examenbundel bevat oefenexamens met uitleg bij de antwoorden, zodat je leert tijdens het oefenen. De bundel is speciaal samengesteld voor dit schooljaar, dus je oefent altijd de juiste stof. Test je kennis met de Oriëntatietoets en kijk voor meer tips om te slagen op www.examenbundel.nl.
havo
examenbundel + samengevat = jouw succesformule
havo
scheikunde
samengevat
978-90-06-07374-4
havo aardrijkskunde
978-90-06-08044-5
havo geschiedenis
978-90-06-08046-9
havo economie
978-90-06-07868-8
havo M&O
978-90-06-07370-6
h/v Nederlands 3F / 4F
978-90-06-07999-9
h/v rekenen 3F
978-90-06-07447-5
SG Scheikunde havo.indd 1
T
• • • SLU I
978-90-06-07373-7
havo wiskunde B
LE VOL DIG VERN IE
U
EXAMEWD N P RO G R
••
havo wiskunde A
A MM A
••••••
978-90-06-07871-8
••
978-90-06-07870-1
havo scheikunde
N O P• •
978-90-06-07869-5
havo natuurkunde
AA
havo biologie
Meer kans van slagen met Samengevat! Samengevat biedt je een helder en beknopt overzicht van alle examenstof.
scheikunde
- schematisch overzicht van alle examenstof - beknopte en heldere uitleg - snel en overzichtelijk door te nemen en te herhalen - het perfecte uittreksel
14/02/17 11:07