Hoofdstuk 3: Structuur en eigenschappen Flashcards
Wat is het meest voorkomende gas op aarde?
Lucht is het meest voorkomende gas op aarde. Het is een mengsel van voornamelijk stikstof en zuurstof en veel kleinere hoeveelheden van een aantal andere gassen, waaronder argon en koolstofdioxide.
Waarom hebben moleculen in de gas-fase weinig (tot geen) invloed op elkaar?
Dit komt doordat in de gasfase de moleculen van de stoffen zover van elkaar verwijderd zijn, dat ze vrijwel geen invloed op elkaar uitoefenen.
Wat is de Browns-beweging bij gassen?
In een gas bewegen de moleculen trillend en ongeordend door elkaar heen, de zogenaamde brownsebeweging.
Hoe oefenen moleculen kracht uit op een wand van een afgesloten ruimte?
In een afgesloten ruimte botsen de moleculen onafgebroken tegen de wanden van de ruimte en oefenen daardoor een kracht uit op de wand. De gemiddelde kracht die op deze manier wordt uitgeoefend, noemen we de druk van het gas.
Wat beschrijft de ideale gaswet?
De ideale gaswet beschrijft het gedrag van een ideaal gas. Een ideaal gas is een hypothetisch gas, waarvan de moleculen puntvormig zijn (geen volume hebben) en geen interactie met elkaar (kunnen) hebben.
De molaire massa van waterstof M(H2) = 2,00 g mol-1.
Hoeveel mol bedraagt 1kg waterstof?
n(H2) = 1000g/2,00g mol-1 = 500mol
Waaraan is de totale druk gelijk volgens de wet van Dalton?
De totale druk is gelijk aan de som van de afzonderlijke drukken van de gassen in het mengsel. De druk van één van de gassen uit het mengsel heet de partiële druk van dat gas.
Er geldt: p = pA + pB + pC + …
Wat is het molair volume?
Uit de ideale gaswet volgt, dat bij een bepaalde temperatuur en druk 1 mol gas een vast volume inneemt. Dit volume noemen we het molair volume bij die temperatuur en druk. Het molair volume (Vm) bij T = 273 K en 1 atm is 22,4 L mol–1.
We kunnen de partiële druk van een component uitdrukken in de totale druk van het mengsel door de molfractie van de component te gebruiken, wat is de molfractie?
De molfractie van een component in een gasmengsel is gedefinieerd als het aantal mol van die component als fractie van het totaal aantal mol gas in het mengsel.
Hoe kan het dat er vloeirbare en vaste stoffen bestaan?
De aantrekkende krachten tussen deeltjes (ionen, atomen en moleculen), maken dat er vloeibare en vaste stoffen kunnen bestaan. Als dit niet zo zou zijn, zouden alle stoffen gasvormig zijn. Deze aantrekkende krachten werken over een relatief korte afstand.
Welke binding bepaalt de samenhang van:
- Zouten
- Netwerkstoffen
- Metalen
Zouten: ionbinding
Netwerkstoffen: atoom (covalent)binding
Metalen: metaalbinding
Er zijn drie soorten vanderwaalskrachten:
dipooldipoolkrachten (Keesom-interactie),
dipool-geïnduceerdedipoolkrachten (Debye-interactie)
London-dispersiekrachten.
Hoe werken dipool-dipool krachten?
Dipool-dipoolkrachten treden op tussen polaire moleculen. De moleculen oriënteren zich zodanig dat tegengestelde polen naar elkaar toewijzen.
Hoe werken dipool-geinduceerde dipoolkrachten?
Een polair molecuul kan bij een ander molecuul een ladingsverschuiving induceren. Er ontstaat dan tijdelijk een nieuwe dipool, die we een geïnduceerde dipool noemen.
London dispersiekrachten noemen we ook wel dynamische polarisatie, waarom?
Eenvoudig voorgesteld zou je kunnen zeggen dat elk deeltje, polair of apolair op een bepaald moment wel even een dipool is, als de elektronen toevallig zo verdeeld zijn rond de kern dat er momentaan een ladingsverdeling optreedt.
Wanneer treed een waterstofbrug op?
De waterstofbrug treedt op als een waterstofatoom dat gebonden is aan een klein, sterk elektronegatief atoom (een O-, N- of F-atoom) wordt aangetrokken door een vrij elektronenpaar van een O-, N- of F-atoom van een ander molecuul.
Waarom zijn bij bolvormige moleculen de tijdelijke dipool zwakker?
Bij bolvormige moleculen is de tijdelijke dipool zwakker dan bij langwerpige met evenveel elektronen, omdat bij de bolvorm minder kans is op een asymmetrische elektronenverdeling.
Wat is hydratatie?
Als zouten oplossen in water noemen we dat hydratatie. Bij het oplossen worden de ionen omhuld door watermoleculen. De watermoleculen oriënteren zich met de negatieve kant naar een positief ion en met de positieve kant naar een negatief ion.
Wat zijn vloeibare kristallen en waar worden ze gebruikt?
De staafvormige moleculen kunnen zich beneden een zekere temperatuur min of meer ordenen, terwijl de stof toch vloeibaar blijft. In deze toestand spreken we van vloeibare kristallen. Vloeibare kristallen worden onder andere toegepast in LCD-uitleesvensters van zakrekenmachines.
Wanneer is een stof een moleculaire stof?
Alle stoffen die bij kamertemperatuur een vloeistof zijn, zijn moleculaire stoffen. De enige uitzondering hierop vormt kwik.
Wat is de viscositeit van een vloeistof?
De viscositeit of stroperigheid van een vloeistof is een maat voor de weerstand van een vloeistof tegen het uitstromen ervan.
De vorm van de moleculen in een vloeistof hebben invloed op zijn viscositeit, leg dit uit.
l. Lange moleculen hebben de neiging in elkaar te haken (het ‘spaghetti-effect’) en kunnen daardoor moeilijker langs elkaar bewegen waardoor de viscositeit toeneemt.
Hoe werkt oppervlakte spanning?
Midden in de vloeistof wordt een molecuul van alle kanten even sterk aangetrokken. Moleculen aan het vloeistofoppervlak hebben aan één kant geen buren en ondervinden daardoor netto een binnenwaarts gerichte kracht, die het oppervlak wil verkleinen.
Hoe kan het dat een vloeistof ‘‘omhoog’’ gaat via cappilaire werking?
Als in een bepaalde situatie de adhesiekrachten sterker zijn dan de cohesiekrachten, zal de vloeistof een zo groot mogelijk contactoppervlak proberen te maken met de wand van de buis. Daardoor ‘kruipt’ de vloeistof als het ware omhoog in de buis.
Er zijn twee soorten vaste stof structuren, welke?
Kristallijne vaste stoffen en amorfe vaste stoffen.
Welke 4 roosters onderscheiden we en met welke stoffen correleren we deze?
molecuulroosters (moleculaire stoffen)
atoomroosters (netwerkstoffen)
metaalroosters (metalen)
ionroosters (zouten)
Hoe werkt de binding in moleculaire stoffen?
In moleculaire vaste stoffen verzorgen intermoleculaire krachten de binding tussen de moleculen. De eigenschappen van de moleculaire stoffen hangen af van deze krachten.
Zijn de bindingen in moleculaire stoffen sterk of zwak?
Vergeleken met de krachten die de binding verzorgen in netwerkstoffen, metalen en zouten is de intermoleculaire bindingskracht vrij zwak. In het algemeen hebben moleculaire stoffen daarom vrij lage smelt- en kookpunten.
Waarom vormt ijs een uitzondering op de dichtheid van moleculaire stoffen?
Door de zeer regelmatige structuur van ijs, gevormd door waterstofbruggen, stijgt de dichtheid wanneer ijs smelt. IJs drijft daardoor op water. Duidelijk is te zien, dat de dichtheid van water het hoogst is in de vloeibare fase, bij 4 °C.
Hoe zijn netwerkstoffen met elkaar verbonden?
In netwerkstoffen zijn alle atomen onderling verbonden met sterke atoombindingen. De atomen vormen zo een zeer sterk atoomrooster hetgeen tot uiting komt in extreem hoge smelt- en kookpunten.
Kunner er van een element meerdere verschijningsvormen zijn?
Als van een element meerdere verschijningsvormen voorkomen, noemen we dit allotropie. De verschillende verschijningsvormen worden fasen of allotrope toestanden genoemd.
Wat is supergeleiding?
Supergeleiding is het verschijnsel dat de elektrische weerstand van sommige materialen beneden een bepaalde (lage) temperatuur opeens helemaal verdwijnt.
Hoe worden metaal-ionen bij elkaar gehouden?
Metalen zijn opgebouwd uit positieve metaalionen die bij elkaar worden gehouden door de vrij bewegende (gedelokaliseerde) valentie-elektronen.
Metalen zijn vaak makkelijk vervormbaar, wat is hiervoor een oplossing?
. Dit probleem wordt opgelost door aan een metaal kleine hoeveelheden van andere stoffen toe te voegen, waardoor de structuur van het metaal minder regelmatig wordt en daardoor minder goed vervormbaar.
Om metalen sterker, harder of goedkoper te maken maakt men legeringen, wat zijn dit?
Een mengsel van twee of meer metalen of een metaal met kleine hoeveelheden van een niet-metaal, legeringen hebben veelal bijzondere eigenschappen, die afhankelijk zijn van de gebruikte uitgangsstoffen.
Waaruit zijn zouten opgebouwd?
Zouten zijn opgebouwd uit positieve en negatieve ionen. De positieve ionen zijn bijna altijd metaalionen (zoals Na+ of Mg2+ -ionen) en de negatieve ionen zijn niet-metaalionen (bijvoorbeeld O2– of Cl–-ionen).
Waarom zijn zouten slechte geleiders in vaste toestand?
De ionbinding is een zeer sterke binding: zouten hebben hoge smelt- en kookpunten. Zouten bestaan uit ionen, maar deze kunnen zich in vaste toestand niet bewegen. Zouten geleiden elektrische stroom daarom alleen in gesmolten toestand.
In een ionrooster kunnen soms, naast de samenstellende positieve en negatieve ionen, ook nog watermoleculen worden opgenomen. Hoe noemen we dit?
Een zout met een ionrooster, waarin watermoleculen zijn ingebouwd, noemen we een hydraat.
Wat is de aggregatietoestand of fase van een stof?
De toestanden waarin een stof kan voorkomen (gasvormig, vloeibaar en vast).
Wanneer ontstaat er een dynamische evenwicht in een gesloten vat met water?
Het water zal gaan verdampen, vanuit de waterdamp die zo ontstaat zal weer water ’terug’ condenseren, net zo lang tot er een evenwicht ontstaat tussen de hoeveelheid water en de hoeveelheid waterdamp in het vat.
Wanneer kunnen we een stof classifiseren als een gas?
We gebruiken de term gas voor een stof die bij standaardomstandigheden (298 K, 1 atm) een gas is. Daarom heet bijvoorbeeld methaan (kookpunt 112 K) een gas.
Wanneer treed er damp druk op?
. Er is evenwicht als er evenveel moleculen vanuit de vloeistoffase naar de dampfase gaan als vanuit de dampfase naar de vloeistoffase. De ruimte boven de vloeistoffase is dan met damp verzadigd.
Waar is de dampdruk van een stof afhankelijk van?
De dampdruk van een stof is afhankelijk van de temperatuur en van de vluchtigheid van de stof. Als de temperatuur toeneemt, wordt de dampdruk hoger.
Wanneer bereikt men het kookpunt van een vloeistof?
Op het moment dat de dampdruk de externe druk gaat benaderen, begint de vloeistof te koken. Het kookpunt van een vloeistof is dus gelijk aan de temperatuur waarbij de dampdruk van de vloeistof gelijk is aan de externe druk.
Zwavel heeft twee vaste toestanden, hoeveel triplepunten heeft deze dan in zijn fase-diagram?
3 tripelpunten.
Waarom kunnen fase-diagrammen af en toe zeer complex zijn?
In veel zouten is er sprake van meerdere vaste fasen. Ook in ijs komen veel verschillende vaste fasen voor. De fasediagrammen van vaste stoffen kunnen hierdoor heel complex en moeilijk interpreteerbaar zijn.
Wanneer is een figuur symmetrisch?
Een figuur is symmetrisch als we er een bewerking, zoals een draaiing of spiegeling, mee uit kunnen voeren, zodanig dat de figuur zichzelf dekt.
Een figuur kan uit één motief bestaan, maar ook uit een zich (oneindig) herhalend regelmatig patroon van (dezelfde) motiefjes. Hoe noemen we zo een regelmatig herhalend patroon?
Een translatierooster.
Wanneer spreken we van een spiegellijn symmetrie?
2D
Spiegelen ten opzichte van een lijn, waardoor het gespiegelde en het oorspronkelijke patroon tot dekking komen.
Wanneer spreken we van draai-punt symmetrie?
2D
Het punt is het symmetrie-element. Bij een n-tallig draaipunt bestaat de operatie uit een draaiing over 360°/n, zodat als we de operatie n keer uitvoeren het patroon weer in zijn oorspronkelijke stand is teruggekeerd.
Wat is glijspiegel symmetrie?
2D
Glijspiegelen is een combinatie van een spiegeling en een translatie in een richting evenwijdig aan de lijn. (schuif symmetrie)
Wat is spiegelsymmetrie in een 3D figuur?
(Glij)spiegelen ten opzichte van een spiegelvlak. In drie dimensies hebben we geen spiegellijnen meer, maar spiegelvlakken.
Wat draai symmetrie in een 3D figuur?
Nu geldt: als twee spiegelvlakken elkaar snijden onder een hoek van 90º dan is de snijlijn een 2-tallige draaias. Deze regel kunnen we uitbreiden naar meer-tallige draaiassen: als twee spiegelvlakken elkaar onder een hoek α snijden, dan is de snijlijn een 360/2α = 180/α-tallige draaias
Wat is een inversie-centrum?
De operatie die het ene vlak tot dekking brengt met de andere, is als het ware een ‘spiegeling’ ten opzichte van een punt.
Wat is de eenheidscel van een rooster?
De kleinste groep die de symmetrie van het patroon of van het rooster maximaal weergeeft.
Wat kunnen we over een kristal rooster zeggen dat een regelamtig patroon vertoont ten opzichten van een eenheidscel?
Dat deze is opgebouwd uit een aaneenschakeling van dezelfde eenheidscellen.
Hoeveel roosterpunten zien we in deze figuur en waarom?
Het aantal roosterpunten van de laatste eenheidscel, de gecenterde eenheidscel met één extra roosterpunt, komt daarmee in totaal op twee. De roosterpunten op de hoekpunten van de eenheidscel tellen namelijk alle vier voor een kwart mee omdat ze ook deel uitmaken van de aangrenzende eenheidscellen.
Waar bevindt zich de eenheidscel en de roosterpunten van de volgende figuur:
Waarom vertonen kristallijne vaste stoffen een streven naar een kristalrooster?
Deze regelmaat is een gevolg van het streven naar een minimale potentiële energie.
Welke zeven grondtypen kristalstelsels zijn er te onderscheiden?
Welke symmetrie heeft een hexagonaal langs de c-as?
Deze samengestelde eenheidscel wordt ook wel de hexagonale zuil genoemd en is samengesteld uit drie hexagonale eenheidscellen. In deze samengestelde hexagonale ‘eenheidscel’ is de 6-tallige symmetrie van het hexagonale stelsel duidelijk zichtbaar.
Wanneer is een kubus lichaams gecentreerd? En wanneer vlak gecenteerd?
De eerste is primitief, de tweede heeft een extra roosterpunt in de eenheidscel en is daarom lichaamsgecenterd (of ‘body centered cube’) en de laatste heeft extra roosterpunten op de vlakken van de eenheidscel en heet daarom vlakgecenterd (of ‘face centered cube’).
Wanneer spreken we van een dichtstebolstapeling?
De positieve ionen zijn geordend in een zogenaamde bolstapeling. Deze bolstapeling noemen we een dichtste bolstapeling als er zo min mogelijk vrije ruimte tussen de metaalionen is.
Een dichtste bolstapeling kan op twee manieren worden gerealiseerd, welke twee?
Een dichtste bolstapeling kan op twee manieren worden gerealiseerd: de hexagonaal dichtste bolstapeling en de kubisch dichtste bolstapeling.
Hoeveel buren heeft een bol in een dichtste bolstapeling (haxagonaal of kubisch)
twaalf buren, zes buren in de laag van de bol zelf, drie in de laag er boven en drie in de laag er onder.
Wat is de opbouw van een ccp eenheidscel-structuur?
De ccp-eenheidscel heeft op elk vlak nog een bol (= roosterpunt) en is dus gecenterd. Deze eenheidscel is de vlakgecenterde kubische eenheidscel.
Is de bcc-structurr eenheidscel een dichtste bolstapeling?
De kubisch lichaamsgecenterde structuur (body centered cubic (bcc)-structuur) De bcc-structuur is geen dichtste bolstapeling. Tussen de bollen is iets meer ruimte dan in een dichtste bolstapeling.
Hoe is de hcp-structuur eenheidscel opgebouwd?
In de hexagonaal dichtste bolstapeling bijvoorbeeld zijn spiegelvlakken en 3-tallige draaiassen aanwezig. Deze symmetrie-elementen vinden we terug in de hexagonale eenheidscel: hcp
Per eenheidscel moeten we erekening meehouden hoeveel van een bol meedoet in de des betreffende eenheisdxel hoeziet dit bij een ccp-structuur eruit?
In de ccp-eenheidscel zitten dus 8 × 1/ 8 + 6 × 1/ 2 = 4 bollen. In de hcp-eenheidscel zitten maar 2 bollen.
Een bol op een hoekpunt van een eenheidscel maakt deel uit van acht eenheidscellen en telt dus maar voor 1/8 mee! Net zo behoort een bol op een ribbe bij vier eenheidscellen en een bol op een zijvlak bij twee eenheidscellen
Wat moeten we weten om het roosterype van een metaal te kunne bepalen?
Het roostertype van een metaal kunnen we afleiden uit de dichtheid van het metaal. Hiervoor moeten we de atoomstraal, de dichtheid en de atoommassa van het metaal weten.
Welke twee soorten holten kunnen worden gevuld bij een dichtebolstapeling structuur?
Bij een dichtste bolstapeling ontstaan in de structuur twee soorten holten: octaëderholten en tetraëderholten.
Met wat voor bolstapeling hebben we te maken bij zouten? En waarom is deze anders dan bij metalen?
Bij zouten hebben we niet meer te maken met één soort ionen die een bolstapeling vormen, maar met twee (of zelfs meer) soorten ionen, met tegengestelde lading en verschillende grootte en (vaak) in een verschillende verhouding.
Hoeveel octaeder en tetradear holtes zijn er aanwezig in een hcp en ccp structuur?
Wanneer spreken we van een dubbelzout?
Dubbelzouten zijn verbindingen waarin beide holten worden opgevuld met ionen. Een bekend dubbelzout is aluin.
Wat bepaalt of de octaeder of de tetraeder holte wordt gevuld?
Welke holten worden gebruikt is afhankelijk van de straalverhouding van de ionen waaruit het zout bestaat.
