Chemie

Basiskennis

Zuivere stoffen, mengsels en scheidingsmethoden voor mengsels

Enkelvoudige en samengestelde stoffen

Symbolen van elementen en formules van stoffen

Belangrijkste nomenclatuurregels van de anorganische chemie

Belangrijke eigenschappen van anorganische stoffen

Polaire en apolaire oplosmiddelen + invloed van het oplosmiddel op de oplosbaarheid

Elektrolyten en niet-elektrolyten

Oplosbaarheid van ionverbindingen in water (via oplosbaarheidstabel)

Algemene begrippen i.v.m. chemische reacties: synthese, analyse (thermolyse, ektrolyse en fotolyse), exotherm (exergonisch of exo-energetisch) en endotherm (endergonisch of endo-energetisch), behoud van element en van massa

Dissociatie van ionverbindingen en ionisatie van moleculaire elektrolyten in water

Reactietypes: neerslag-, gasontwikkelings-, neutralisatie- en redoxreacties

Reactievergelijkingen: stoffen- en essentiële ionenreactievergelijkingen

Atoomstructuur en periodiek systeem

Atoommodellen van Dalton en Rutherford

▰▰▰▰▰ Elementaire deeltjes in een atoom, atoomnummer en massagetal

Isotopen en hun symbolische notatie

Atoommassa van een element en het verband met het % voorkomen van zijn natuurlijke isotopen

Atoommodel van Bohr-Sommerfeld: hoofdniveau, subniveau, magnetisch niveau en elektronspin

Orbitalen

Elektronenconfiguraties van elementen op basis van de regels voor het opvullen van de subniveaus en van de magnetische niveaus (orbitalen)

-

Periodiek systeem van de elementen: opbouwprincipe, perioden en groepen, analogie binnen de a-groepen

Vorming van mono-atomische ionen uit atomen

Chemische binding

Karakteristieken van de ionbinding en van de covalente binding

Intramoleculaire en intermoleculaire krachten (vanderwaalskrachten, london-dispersiekrachten, dipoolkrachten en waterstofbruggen)

Invloed van intermoleculaire krachten op kook- en smeltpunt

▰▰▰▰▰ Lewisformules van moleculen en van polyatomische ionen

\schemestart
\charge{45=\.}{Na} \+ \charge{0=\:,90=\:,180=\.,270=\:}{Cl} \arrow \ce{Na+} \+ \charge{0=\:,90=\:,180=\:,270=\:}{\ce{Cl-}}
\schemestop
\bigskip

\schemestart
\charge{45=\.}{H}
\+
\charge{0=\.,90=\.,180=\.,270=\.}{C}
\+
\charge{0=\:,90=\.,180=\.,270=\.}{N}
\arrow
\chemfig{H-C~\charge{0=\|}{N}}
\schemestop

Sigma en pi binding

Bindingshoeken + ruimtelijke structuur van moleculen en van polyatomische ionen

Elektronegatieve waarde van atomen en polariteit van covalente bindingen

Polariteit van moleculen op basis van de ruimtelijke structuur

▰▰▰▰▰ Chemisch rekenen

Constante (getal) van Avogadro, het begrip mol en de molaire massa

• $N$: aantal deeltjes
• $N_A \approx \pu{6.02e23 deeltjes//mol}$: getal van Avogadro
• $n = \frac{N}{N_A}$: aantal $\pu{mol}$
• $m$: massa in $\pu g$
• $M = \frac{m}{n}$: molaire massa in $\pu{g/mol}$

Berekeningen met dichtheid van stoffen en mengsels

• $V$: volume in $\pu{m3}$
• $\rho_m = \frac{m_{stof}}{V_{opl}}$massadichtheid in $\pu{g/m3}$
• $\rho_n = c = \frac{n_{stof}}{V_{opl}}$: concentratie in $\pu{mol/m3}$

Procentuele samenstelling van een verbinding

Molair volume van gassen en algemene gaswet

• ideale gaswet: $PV = nRT$
  • druk $P$ in $\pu{Pa}$
  • volume $V$ in $\pu{m3}$
  • $n$ in $\pu{mol}$
  • gasconstante $R \approx 8.31 \pu{J//K mol}$
  • temperatuur $T$ in $\pu{K}$
• molair gasvolume
  • stel $P = \pu{1013 hPa}$
  • stel $T = \pu{273 K}$
  • $\frac{V}{n} = \frac{RT}{P} \approx 0.0224 \pu{m3//mol} = 22.4 \pu{L//mol}$

Concentratie van oplossingen en omzettingen tussen de verschillende concentratie-uitdrukkingen

Concentratie van oplossingen

• massaprocent $m\%=\frac{m_{stof}}{m_{opl}}$ in $\pu{g//g}$ (dimensieloos)
• volumeprocent $V\%=\frac{V_{stof}}{V_{opl}}$ in $\pu{L//L}$ (dimensieloos)
• massa/volumeprocent $mV\% = \frac{m_{stof}}{V_{opl}}$ in $\pu{g//L}$
• concentratie: zie dichtheid

Omzettingen tussen de verschillende concentratie-uitdrukkingen

• $\rho_n = m\% \frac{\rho_m}{M}$

Toepassingen op verdunnen van oplossingen

• $\sum_i \rho_i V_i = \rho_{tot} V_{tot}$

Stoichiometrische berekeningen voor reacties met eventuele overmaat van een reagens

Chemische kinetiek

Factoren die de snelheid van een reactie beïnvloeden

Het botsingsmodel ter verklaring van de reactiesnelheid

• $\ce{aA + bB -> cC + dD}$
• $v = k [A]^a [B]^b$: reactiesnelheid

Energiediagram, reactie-energie, activeringsenergie en de invloed van een katalysator

Uitdrukking van de gemiddelde en de ogenblikkelijke reactiesnelheid

De snelheidsvergelijking voor reacties in een homogeen reactiemengsel en de orde van een reactie

▰▰▰▰▰ Chemisch evenwicht

Onderscheid tussen een aflopende reactie en een evenwichtsreactie

Evenwichtsconcentraties en de evenwichtsconstante $K_c$

• $\ce{aA + bB <=> cC + dD}$
• $K_c = \dfrac{k_1}{k_2} = \dfrac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}$

Verschuiving van het chemisch evenwicht + Principe van Le Châtelier

Vraagstukken i.v.m. chemisch evenwicht

Zuren en basen

• bekende binaire zuren

• bekende ternaire zuren

Zuur-basekoppels volgens Brönsted-Lowry

Ionisatie van water, waterconstante ($K_w$)

Zuur-basereacties in waterig midden

Sterkte van zuren en basen: zuurconstante ($K_z$) en baseconstante ($K_b$), $pK_z$ en $pK_b$

• $\ce{HZ + H2O -> Z- + H3O+}$
  • $\ce{Z}$: zuurrest
  • $K_z = \dfrac{[\ce{Z-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HZ}]}$
  • $pK_z = -\log K_z$
• $\ce{B + H2O -> BH+ + OH-}$
  • $K_b = \dfrac{[\ce{BH+}][\ce{OH-}]}{[\ce{B}]}$
  • $pK_b = -\log K_b$

Verband tussen $\ce{[H3O+]}$, $\ce{[OH-]}$, pH, pOH en $K_w$

Werking en gebruik van zuur-base-indicatoren

Berekening van de pH en de pOH van waterige oplossingen van sterke en zwakke zuren en basen

• $pH = -\log[\ce{H+}] = -\log[\ce{H3O+}]$
• $pOH = -\log[\ce{OH-}]$
• $pH + pOH = 14$ bij $\pu{25 ^oC}$

Invloed van zouten op de pH van water

• (geen pH-berekening)

Bufferoplossingen: eigenschappen en samenstelling

Titratie van een sterk zuur met een sterke base en van een sterke base met een sterk zuur

▰▰▰▰▰ Redoxreacties

Oxidatie, reductie, oxidator en reductor

Oxidatiegetallen (= oxidatietrappen) van atomen in moleculen en ionen

Verandering van oxidatiegetallen in redoxreacties

Redoxkoppels

Redoxvergelijkingen (zuur en basisch milieu): ionenreactievergelijkingen en stoffenreactievergelijkingen

Toepassing van de spanningsreeks van metalen en niet-metalen

Standaard reductiepotentiaal (= standaard redoxpotentiaal) en toepassing ervan

Samenstelling, werking en spanning van een galvanisch element

Samenstelling en werking van een elektrolysecel

Koolstofchemie

Molecuulformules (brutoformules) en structuurformules (inclusief verkorte- en zaagtandnotatie) van organische stoffen

• voorbeeld: propaan
• molecuulformule
  • $\ce{C3H8}$
• structuurformule

\chemfig{C(-[90]H)(-[180]H)(-[270]H)-C(-[90]H)(-[270]H)-C(-[0]H)(-[90]H)(-[270]H)}

• verkorte structuurformule
  • $\ce{CH3-CH2-CH3}$
• zaagtandnotatie

\chemfig{[:-30]-[:30]-}

De begrippen lineair, vertakt, cyclisch, verzadigd, onverzadigd, functionele groep

Lineair vs vertakt

Lineaire ketens hebben geen vertakkingen in hun koolstofskelet.

\chemfig{CH_3-CH_2-CH_3}

\chemfig{CH_3-CH_2-[-90]CH_2-CH_3}

Vertakte ketens hebben wel vertakkingen in hun koolstofskelet.

\chemfig{CH_3-CH(-[90]CH_3)-CH_3}

Cyclisch

\chemname{\chemfig{*6(-=-=-=)}}{Benzene}

Functionele groep

TODO

Verzadigd vs onverzadigd

• verzadigd: uitsluitend enkelvoudige bindingen
  • o.a. alle alkanen zoals $\ce{CH3-CH3}$
• onverzadigd: één of meer meervoudige bindingen
  • o.a. alle alkenen en alkynen zoals $\ce{CH2=CH-CH3}$

▰▰▰▰▰ IUPAC-naamgeving en belangrijke eigenschappen

Koolwaterstoffen

• enkel $\ce{C}$ en $\ce{H}$ atomen
• prefixen o.b.v. aantal $\ce{C}$ atomen
  • 1: meth-
  • 2: eth-
  • 3: prop-
  • 4: but-
  • 5: pent-
  • 6: hex-
  • 7: hept-
  • 8: oct-
  • 9: non-
  • 10: dec-
• niet te verwarren met volgende prefixen
  • 1: mono
  • 2: di
  • 3: tri
  • 4: tetra
  • 5: penta
  • 6: hexa
  • 7: hepta
  • 8: octa
  • 9: nona
  • 10: deca

Alkanen

• $\ce{C_nH_{2n+2}}$
• suffix: -aan

Alkenen

• $\ce{C_nH_{2n}}$
• suffix: -een

Alkynen

• $\ce{C_nH_{2n-2}}$
• suffix: -yn

Cycloalkanen

Halogeenalkanen

• $\ce{R-X}$

Alcoholen

• $\ce{R-OH}$

Ethers

• $\ce{R-O-R'}$

Aminen

• $\ce{R-NH2}$

Aldehyden

\chemfig{R-[:30]C(=[90]O)-[:-30]H}

Ketonen

\chemfig{R-[:30]C(=[90]O)-[:-30]R'}

Carbonzuren

• $\ce{R-COOH}$

\chemfig{R-[:30]C(=[90]O)-[:-30]OH}

Esters

\chemfig{R-[:30]C(=[90]O)-[:-30]OR'}

Amiden

\chemfig{R-[:30]C(=[90]O)-[:-30]NH_2}

Ketenisomerie, plaatsisomerie, functie-isomerie, cis-transisomerie en optische isomerie

Reactietypes (geen mechanismen) in de koolstofchemie: substituties, eliminaties, addities, condensaties en polymerisaties