Chemie 7e ed/FLEX - Hoofdstuk 1 - Atoombouw en binding oefentoetsen & antwoorden

Isotopen zijn atomen van een bepaald element met verschillende massa’s. De kerndeeltjes, protonen en neutronen, bepalen de massa van een atoom. Aangezien isotopen van hetzelfde element zijn, zijn het aantal protonen hetzelfde en verschillen het aantal neutronen.Kalium (K) is een metaal; Chloor (Cl) en Zuurstof (O) zijn niet-metalen. Noem twee van de volgende eigenschappen van metalen:Een hoog smeltpunt.Een goede geleidbaarheid van elektriciteit.Een goede geleidbaarheid van warmte.Een goede vervormbaarheid.De covalentie van koolstof is 4, van zuurstof 2, van broom en waterstof 1. De atomen die aan koolstof gebond zijn mogen in elke richting staan. Een voorbeeld van een juist antwoord: Verschillende atoomsoorten hebben een verschillend aantal protonen in de atoomkern. De massa van een atoom wordt bepaald door het aantal protonen en neutronen. Zo heeft 14C 6 protonen en 8 neutronen en 14N 7 protonen en 7 neutronen, waardoor ze dezelfde massa van 14 u hebben.Elementen in dezelfde groep van het periodiek systeem hebben vergelijkbare eigenschappen. Xenon staat in groep 18 (edelgassen). De andere edelgassen zijn helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), radon (Rn) en oganesson (Og). In een metaalrooster zitten positief geladen metaalionen regelmatig gerangschikt met vrije elektronen die daartussen bewegen. Hierdoor kunnen de metaalionen onder druk relatief makkelijk verschuiven van plek zonder de roosteropbouw te verstoren. Daarom zijn zuivere metalen goed vervormbaar.Een molecuul propaan heeft een relatief lage molecuulmassa en heeft daardoor zwakke vanderwaalsbindingen met andere propaanmoleculen. Deze zijn bij kamertemperatuur al verbroken waardoor het een gas is.Octaanmoleculen hebben een grotere massa en dus sterkere vanderwaalsbindingen met elkaar, waardoor er meer energie nodig is om deze te verbreken. Bij kamertemperatuur worden de moleculen nog tijdelijk tot elkaar aangetrokken, waardoor het een vloeistof is. Magnesium heeft atoomnummer 12 en heeft dus altijd 12 protonen.Een magnesiumatoom heeft evenveel elektronen als protonen, dus 12 elektronen.Het massagetal (protonen + neutronen) is 24, dus er zijn 12 neutronen.  Calcium is een metaal.Joodgas bestaat uit twee joodatomen wat een niet-metaal is. Het is dus een moleculaire stof.Calciumjodide bestaat uit een metaal en een niet-metaal dus is het een zout.Zet de stoffen op de juiste plaats voor en na de pijl: Ca + I2 → CaI2Het aantal van elk atoom links en rechts van de pijl is hetzelfde dus de reactievergelijking is kloppend.Een metaal en een moleculaire stof reageren en vormen een zout. Er worden dus metaalbindingen in calcium verbroken. In jood worden atoombindingen verbroken. Jood behoort tot groep 17 van het periodiek systeem:  de halogenenIn een metaalrooster zitten vrije elektronen die losgekomen zijn van de atomen die zich tussen de regelmatig gerangschikte positief geladen atoomresten bewegen. Deze elektronen kunnen tijdens een chemische reactie relatief makkelijk door andere atomen worden opgenomen.De gemiddelde atoommassa van calcium is 40,08 u. Verreweg de meeste calciumatomen in de natuur zullen dus het isotoop Ca-40 zijn. Het atoomnummer van calcium is 20, dus Ca-40 heeft 20 protonen en (40-20=) 20 neutronen.Zoek de atoommassa’s op van Ca (40,08 u) en I (126,9 u) (Binas 99). Vermenigvuldig deze met het aantal van elk atoom en tel de massa’s bij elkaar op.Molecuulmassa van CaI2: 40,08 u + 2 x 126,9 u = 293,9 u Octaan en zuurstof voor de pijl, koolstofdioxide en water na de pijl...C8H18 + ..O2 → ..CO2 + ..H2O.Maak het aantal atomen voor en na de pijl gelijk. Eerst een 8 voor CO2 om het aantal C-atomen gelijk te maken. Een 9 voor H2O om het aantal H-atomen gelijk te maken. Rechts van de pijl staan dan 25 O atomen. Links zou dan 12,5 voor O2 komen, vermenigvuldig daarom de coëfficiënten van alle stoffen met 2.2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O.Tijdens chemische reacties worden atoombindingen verbroken.Octaan is een vloeistof, waarbij de moleculen onderling vanderwaalsbindingen vormen. Deze worden tijdens de verbranding dus ook verbroken.De covalentie van koolstof is 4, van zuurstof 2.  Koolstof heeft een covalentie van 4, zuurstof van 2. Er is dus geen manier om een CO molecuul te vormen, waarbij beide atomen aan hun covalentie voldoen.Elke atoombinding bestaat uit een gemeenschappelijk (gedeeld) elektronenpaar.Een drievoudige binding bevat dus 6 elektronen, 3 van elk atoom. Een alfadeeltje bevat twee protonen.Dit komt overeen met de kern van het element met atoomnummer 2: Helium.Uranium heeft atoomnummer 92. Uranium-238 heeft massagetal 238. Na het uitzenden van een alfa-deeltje verliest de kern dus 2 protonen en 2 neutronen. Het atoomnummer van het deeltje wat ontstaat wordt dus 90. Dit is Thorium (Binas 99). Het massagetal neemt met 4 af en wordt dus 234.Thorium-234  Legeringen zijn homogene mengsels van verschillende metalen. Bekende voorbeelden van legeringen zijn brons, roestvrij staal, gietijzer, messing, constantaan en witgoud. Bereken met het massapercentage zirconium de totale massa van de legering en bereken vervolgens de massa uranium hierin.3,84 kg zirconium is 9% van de totale massa. De totale massa van de legering is (3,84 (kg)/ 9 ) * 100% = 42,7 kg.15% van de totale massa is uranium dus (42,7 / 100) x 15% = 6,4 kg Bereken de molecuulmassa van uraniniet en vervolgens welk percentage van deze massa van uranium komt.Gebruik de atoommassa’s van elk U en O in Binas 99.U: 238,0 u; O: 16,00 uMolecuulmassa UO2 = 238,0 u + 2 x 16,00 u = 270,0 u. Massapercentage (238,0 / 270,0) x 100% = 88,1% Zet de stoffen op de juiste plaats voor en na de reactiepijl:..NaCl → ..Na + ..Cl2Maak de vergelijking kloppend door het aantal van elk atoom voor en na de pijl gelijk te maken. Een 2 voor NaCl, en een 2 voor Na.2 NaCl → 2 Na + Cl2Chloor-35 heeft atoomnummer 17 en massagetal 35 dus 17 protonen en 18 neutronen in de kern en 17 elektronen. De elektronen zijn verdeeld over 3 schillen: 2 in de eerste schil (K-schil), 8 in de tweede schil (L-schil) en 7 in de buitenste schil (M-schil).Cl2 is een moleculaire stof: atoombinding Natrium is een metaal: metaalbindingChloormoleculen hebben een relatief lage massa, waardoor de moleculen onderling zwakke vanderwaalsbindingen met elkaar hebben. Bij een lage temperatuur worden deze al verbroken en daarom is het bij kamertemperatuur een gas. De sterke atoombinding is in moleculen in de gasfase nog steeds intact.Natrium is een metaal. Alle aanwezige atomen zitten in een metaalrooster, waarin ze via sterke metaalbindingen met elkaar verbonden zijn. Het vergt daarom veel energie om de atomen helemaal los te krijgen van elkaar. Vandaar het hoge kookpunt van natrium. Zoek de atoommassa’s van C (12,01 u), H (1,008 u) en N (14,01 u) (Binas 99).Vermenigvuldig deze met het aantal van elk atoom en tel de massa’s bij elkaar op (Binas 99).Molecuulmassa van C2H3N: 2 x 12,01 u + 3 x 1,008 u + 14,01 u = 41,05 uDe covalentie van C is 4, van N is 3 en van H is 1.