Grondslagen van de Chemie: definities
energiekwantum
de minimale energie die afhangt van de frequentie van de trilling
relatieve molecuulmassa (Mr)
som van de relatieve atoommassa's (Ar) van de atomen waaruit een bepaald molecuul bestaat
enzymen
'natuurlijke' katalysatoren die in ongeveer alle biochemische reacties betrokken zijn en een erg specifieke werking hebben. Ze katalyseren enkel welbepaalde reacties voor welbepaalde substraten (reagentia) en werken volgens het sleutel-slot model, waarbij één of meerdere substraten (sleutels) passen op de actieve site van het enzyme (slot). De reactie wordt bevorderd door de reagentia in de juiste onderlinge oriëntatie bij elkaar te brengen. Vaak treedt ook een vervorming van het enzyme op na binding waardoor het breken en vormen van bindingen wordt bevorderd
LCAO-model
(Lineaire Combinatie van Atomaire Orbitalen) model dat vertrekt van de aanname dat wanneer de twee waterstofkernen bij H2+ zich op grote afstand van elkaar bevinden, de oorspronkelijke golffucnties van de individuele waterstofatomen goede oplossingen zijn. Het elektron zal zich in dit geval in een 1s orbitaal van één van beide waterstofkernen bevinden (met zekere probabiliteit voor de ene of andere kern)
VESPR-theorie
(Valence-Shell Electron-Pair Repulsion) theorie die toelaat de moleculaire geometrie te voorspellen o.b.v. de Lewisformule. Het achterliggende idee is dat men elk vrij elektronenpaar en elk ongepaard elektron beschouwt als 1 elektronenwolk, maar vermits deze negatief geladen zijn oefenen ze repulsieve Coulombkrachten op elkaar uit, waardoor ze een structuur aannemen waarvoor de afstoting wordt geminimaliseerd door zich zo ver mogelijk van elkaar te positioneren
radiale puntwaarschijnlijkheid
(gemiddelde) waarschijnlijkheid om een elektron aan te treffen in een willekeurig punt op afstand r. Bij stijgende r neemt de probabiliteit per punt snel af, maar stijgt het aantal punten snel, want deze nemen evenredig toe met 4pi r² (oppervlakte van overeenkomstige sfeer)
dipool-dipoolkrachten (synoniem)
Keesomkrachten
reductie
Reactie waarbij een atoom of molecule elektronen opneemt, waardoor het oxidatiegetal daalt
principe van Le Chatelier
Wordt van een systeem in evenwicht een parameter (temperatuur, druk of concentratie) gewijzigd, dan verzet het systeem zich tegen deze verandering door het chemisch evenwicht in die richting te verplaatsen die de opgelegde verandering tegenwerkt
postulatie
aanname zonder bewijs
molaliteit van een oplossing (m)
aantal mol opgeloste stof per kilogram oplosmiddel (+flashcard voor formule)
molariteit/molaire concentratie van een oplossing (M of [...])
aantal mol opgeloste stof per liter oplossing (+flashcard voor formule)
golflengte (lambda)
afstand tussen twee corresponderende punten van twee opeenvolgende cycli en wordt over het algemeen gemeten tussen twee toppen
oxoanionen
anionen die opgebouwd zijn uit een bepaald element en een aantal zuurstofatomen. De meeste anorganische polyatomische ionen zijn oxoanionen
isotopen
atomen met eenzelfde aantal protonen, maar een verschillend aantal neutronen en dus een verschillende atoommassa
octetregel
atomen ordenen zich zo dat ze acht elektronen rond zich verzamelen in hun valentieschil om de edelgasconfiguratie te bereiken, waterstof echter bereikt er door twee in zijn valentieschil te verzamelen. Om te controleren als dit het geval is voor een molecuul worden alle bindende en niet-bindende valentie-elektronen opgeteld
ligand
atoom of groep die gebonden is aan een centraal atoom M, bepaald door het coördinatiegetal van het centraal atoom
molecuulmassa/relatieve atoommassa
atoommassa die gemeten werd en uitgedrukt wordt relatief ten opzichte van de massa van een referentie-atoom omdat de absolute massa van atomen en moleculen niet met een gewone balans gemeten kunnen worden (waterstofatoom (H), want lichtste = 1 in begin en later isotoop van koolstofatoom)
geconjugeerd zuur
base (protonacceptor) nadat deze een proton heeft opgenomen
analiet
bepaalde oplossing met onbekende concentratie die door titratie bepaald kan worden
titrant
bepaalde reagensoplossing met gekende concentratie die via titratie gebruikt wordt om de concentratie van het analiet te bepalen. Dit wordt net zo lang toegevoegd totdat alle analiet is omgezet
principe van Avogadro
bij CONSTANTE DRUK EN TEMPERATUUR bevat eenzelfde volume gas eenzelfde aantal moleculen
atoom
kleinste karakteristieke eenheden. Het zijn de elementaire bouwstenen van de materie die verschillende chemische combinaties aangaan
basische buffer
buffer die bestaat uit een base en diens geconjugeerde zuur
grenstemperatuur
de temperatuur waarbij de reactie overgaat van een spontaan (delta G°_r < 0) naar een niet-spontaan verloop (delta G°_r > 0)
wet van Dalton
de totale druk van een gasmengsel is gelijk aan de som van de partiële drukken van de componenten van het gasmengsel
moleculariteit
som van de stoichiometrische coëfficiënten van de reagentia
ongepaard elektron
'eenzaam' elektron dat net zoals een vrij elektronenpaar niet in de binding betrokken is
zwart lichaam
'geïdealiseerd' (theoretisch volmaakt) object dat alle elektromagnetische straling die erop valt, absorbeert (en dus niet reflecteert)
atoommassa-eenheid (u of amu)
1/12 van de absolute massa van een 12 6 C-atoom
dipool-geïnduceerde dipoolkrachten (synoniem)
Debye-krachten
omgekeerde kwadratenwet
kracht die omgekeerd evenredig verloopt met het kwadraat van de afstand tussen twee ladingen (bv. zwaartekracht en Coulombkracht)
rendement van een reactie (R)
verhouding van de reële opbrengst aan product tot de maximale hoeveelheid product dat kan gevormd worden op basis van de reactievergelijking
Van 't Hoff vergelijking
bij een temperatuursverandering is de verschuiving van het evenwicht een gevolg van een verandering van de waarde van de evenwichtsconstante en is dus m.a.w. een speciaal geval van het principe van Le Chatelier
derde hoofdwet van de thermodynamica
bij het absolute nulpunt (0K) is de entropie in perfect geordende kristallen gelijk aan 0
covalente binding
binding die gevormd wordt tussen twee atomen door het gemeenschappelijk stellen van elektronen tussen de atoomkernen t.g.v. de natuurlijke neiging van interagerende ladingen om de configuratie met de laagst mogelijke energie aan te nemen en komt tot stand wanneer de attractieve Coulomb-interacties tussen de kernen en de gemeenschappelijk gestelde elektronen de overhand nemen op de repulsieve interacties tussen de elektronen en kernen onderling. Bij een zuiver covalente binding hebben beide bindingspartners dezelfde elektronegativiteit, zoniet dan spreken we van een polaire covalente binding
ionbinding
binding die ontstaat door elektrostatische aantrekking tussen een negatief en een positief geladen ion en voorkomt tussen metalen en niet-metalen met een groot verschil in elektronegativiteit
pi-binding
binding loodrecht op de bindingsas tussen twee atomen met niet-gehybridiseerde orbitalen die wegens de longitudinale overlap met elkaar een zwakkere covalente binding hebben dan de sigma-binding
metaalbinding
binding tussen metaalatomen die zich organiseren in uitgestrekte metaalroosters. De metaalatomen zijn zwak elektronegatief en staan bijgevolg hun valentie-elektronen makkelijk af om de elektronenconfiguratie van het vorige edelgas te bereiken, waardoor de valentie-elektronen vrij bewegen in het metaal
zure buffer
buffer die bestaat uit een zuur en diens geconjugeerde base
equimolaire buffer
buffer waarbij het zuur/base dezelfde concentratie heeft als diens geconjugeerde base/zuur
molecuul
chemische combinatie van atomen
thermochemische vergelijking
chemische reactievergelijking waarbij de bijhorende reactie-enthalpie is aangegeven
katalysator
chemische substantie die de reactiesnelheid van een chemische reactie kan wijzigen zonder zelf verbruikt te worden. Het berust
pseudo-edelgasconfiguratie
configuratie vanaf de vierde periode waarbij de (n-1)d^10 nevenschil van de elementen volledig opgevuld eis en die dus afwijkt van de elektronenconfiguratie van deze van het edelgas uit de voorgaande periode. Bij deze configuratie zijn de buitenste s-, p- en d-nevenschil volledig opgevuld
zuiver covalente binding
covalente binding waarbij beide bindingspartners dezelfde elektronegativiteit hebben, waardoor de bindende elektronen in dezelfde mate gedeeld worden tussen de twee atoomkernen zodat de elektronenwolk van deze moleculen perfect symmetrisch is
polaire covalente binding
covalente binding waarbij de bindingspartners verschillende elektronegativiteit hebben, waardoor de bindende elektronen in ongelijke mate verdeeld worden tussen de twee atoomkernen, die eerder naar het meest elektronegatieve atoom trekken, waardoor de elektronenwolk van deze moleculen niet perfect symmetrisch is
wet van Gay-Lussac
de druk van een gas varieert lineair met de temperatuur bij CONSTANT VOLUME
ionisatie-energie (IE)
de energie die nodig is om een elektron dat zich in de grondtoestand bevindt volledig los te maken uit een gasvormig neutraal atoom of ion. Deze is altijd positief, gezien er steeds energie moet worden TOEGEVOEGD om een elektron te onttrekken. Deze stijgt binnen een periode van links naar rechts en neemt geleidelijk af in een groep van boven naar onder
roosterenergie
de energie die nodig is voor de overgang van een vast kristalrooster naar ionen in de gasfase
resonantie-enthalpie
de enthalpie die verkregen wordt na de experimenteel bekomen reactie-enthalpie min de berekende reactie-enthalpie te doen. Deze is gelijk aan de resonantie-/stabilisatie-energie en is steeds negatief, gezien het leidt tot een stabielere molecule
bindingsenthalpie (delta H_b)
de enthalpieverandering die gepaard gaat met het doorbreken van een chemische binding in de gasfase (en is dus analoog met de roosterenthalpie, waar een vaste ionische i.p.v. een gasvormige covalente binding werd verbroken ter vorming van losse gasionen)
standaard verbrandingsenthalpie (delta H°_c)
de enthalpieverandering in standaardomstandigheden bij de volledige verbranding van één mol van deze stof
standaard vormingsenthalpie (delta H°_f)
de enthalpieverandering van de reactie waarin een stof wordt gesynthetiseerd uit de enkelvoudige stoffen in hun referentietoestand bij een specifieke temperatuur
wet van Hess
de enthalpieverandering van een globaal proces is gelijk aan de som van de enthalpieveranderingen van de verschillende stappen waarin men de reacties kan opdelen zelfs als het zuiver theoretische stappen betreft (TIP: verbrandingsenthalpieën worden makkelijkst gevonden)
covalente atoomstraal (r_c)
de helft van de afstand tussen de kernen van twee atomen die een covalente binding aangaan. Deze is voor praktisch alle elementen gekend
Vanderwaalsstraal (r_vdW)
de helft van de afstand tussen de kernen van twee naburige atomen die geen chemische binding aangaan. Omwille van de Vanderwaalskrachten trekken deze atomen elkaar toch aan. De Vanderwaalsstraal wordt gemeten in de kristallijne toestand
amplitude van een golf (A)
de helft van de afstand tussen de top en het dal van een golf
bindingsorde
de helft van het verschil tussen het aantal elektronen in bindende molecuulorbitalen en het aantal elektronen in antibindende molecuulorbitalen
enthalpieverandering (delta H)
de hoeveelheid warmte die door het systeem opgenomen (positief) of afgegeven (negatief) wordt wanneer een reactie wordt uitgevoerd bij CONSTANTE DRUK
vrije energie G
de maximale energie die 'vrij' is om niet-PV arbeid te verrichten
sterisch getal (SG)
de som van alle elektronenwolken die zich rond een centraal atoom (aangeduid als A) verzamelen. Hiervoor maken we de som van alle bindingspartners (aangeduid als X) en de vrije elektronen/elektronenparen (aangeduid als E)
eerste hoofdwet van de thermodynamica
de totale energie van een geïsoleerd systeem is constant
elektronenaffiniteit (EA)
de verandering in energie bij toevoeging van een elektron aan een atoom in de gasfase. Wanneer er dus energie moet worden toegevoegd is EA positief en wanneer energie vrijkomt is EA negatief. Het neemt toe (wordt meer negatief) in een periode van links naar rechts en neemt geleidelijk af in een groep van boven naar onder
roosterenthalpie (delta H_rooster)
de verandering van enthalpie die optreedt wanneer één mol van een vaste ionische verbinding wordt omgezet tot losse ionen in de gastoestand (en is dus analoog met de bindingsenthalpie, waar een gasvormige covalente i.p.v. een vaste ionische binding werd verbroken ter vorming van losse gasionen)
omzettingsgraad (alfa)
de verhouding van de weggereageerde hoeveelheid van een bepaald reagens bij evenwicht tot de weggereageerde hoeveelheid ervan bij volledige omzetting. Bij alfa = 0 vindt geen dissociatie plaats, bij alfa = 1 vindt volledige ontbinding plaats en bij alfa tussen 0 en 1 spreken we van evenwicht
angulaire component van de golffunctie (Y(theta , phi))
deel van de golffunctie die de typische vorm en oriëntatie van het orbitaal, waarin het elektron zich bevindt, bepaalt en enkel afhangt van kwantumgetallen l en m. Voor de s-orbitalen bestaat de golffunctie niet uit een angulair deel, gezien s-orbitalen altijd bolsymmetrisch zijn en dus niet afhangen van theta en/of phi
radiale component van de golffunctie (R(r))
deel van de golffunctie die de variatie met de afstand van het elektron tot de kern beschrijft en enkel afhangt van kwantumgetallen n en l
nodale/knoopvlakken
denkbeeldige vlakken, die vlak door de kern gaan, het orbitaal in 2 symmetrische lobben verdeelt en waarvoor de waarschijnlijkheid om er een elektron aan te treffen 0 is. Het is steeds gelijk aan het hoofdkwantumgetal n - 1
stabiliteitsconstante (Kst)
dissociatieconstante voor complexe ionvorming, die de ligging van het complexactie-evenwicht bepaalt
koningswater/aqua regia
een mengsel van 65% geconcentreerd salpeterzuur met 35% geconcentreerd chloorzuur waarin goud en platinum wel kunnen oplossen, gezien ze dit niet kunnen in selpeterzuur door hun laag reducerend vermogen (dat toch niet oxiderend is)
calorie (cal)
eenheid voor warmte-energie, waarbij één de hoeveelheid warmte is die nodig is om de temperatuur van 1 gram zuiver water met 1 graad Celsius te laten stijgen
amfiprotisch
eigenschap van verbindingen die zowel als protondonor (zuur) en als protonacceptor (base) kunnen optreden (bv. water)
thermische straling
elektromagnetische straling die een object uitzendt als gevolg van de temperatuur van het object. Het ontstaat wanneer geladen deeltjes van een zwart lichaam beginnen te trillen, waardoor ze net als antennes straling uitzenden bij dezelfde trillingsfrequentie. Afhankelijk van de frequentie van deze trilling, neemt de straling dus verschillende golflengtes aan
tweede hoofdwet van de thermodynamica
elk spontaan proces gaat gepaard met een toename van de entropie van het universum
intensiteit van een golf
energie die per seconde per oppervlak wordt overgedragen en afhangt van de amplitude van de golf in het kwadraat
bindingsenergie
energie die vrijkomt bij de vorming van een binding tussen twee atomen en dus de minimale energie die nodig is om diezelfde binding te breken
hydratatie-enthalpie
enthalpieverandering die tot stand komt bij het toevoegen van water aan een bepaalde chemische stof in een zekere aggregatietoestand en komt bij de oplossingsenthalpie overeen met delta 2 (doorbreken interacties oplosmiddel-oplosmiddel) + delta 3 (vorming interacties opgeloste stof-oplosmiddel)
standaard molaire entropie (S°_m)
entropie van één mol van een stof in de standaardtoestand en bij een bepaalde temperatuur
Madelungconstante (M_i)
experimenteel te bepalen constante waarmee we de interactie-energie van een kristal (ionbinding) kunnen berekenen voor een overgang van ionen in de gasfase naar een vast kristalrooster
formele lading (FL)
fictieve lading die aan een atoom in een molecule wordt toegekend ervan uitgaande dat in de Lewisformule de bindende elektronenparen gelijkwaardig onder beide bindingspartners worden verdeeld, ongeacht hun oorsprong of de elektronegativiteit van de atomen
oxidatiegetal/oxidatietrap
fictieve lading die het atoom in kwestie zou verkrijgen indien alle bindingen met atomen van een andere elementsoort 100% ionair zouden zijn. Voor mono-atomische ionen komt dit overeen met de werkelijke lading van het ion
concentratiecel
galvanische cel bestaande uit twee dezelfde elektrodecompartimenten (zelfde stoffen), waarbij de concentraties van de twee elektrolytoplossingen van elkaar verschillen
Daniell-cel
galvanische cel die gebasseerd is op de chemische oxidatiereactie van zink door koper
elektrolyse
gedwongen ontbinding van een verbinding onder invloed van een aangelegde tegenspanning
valentie/bindingsvermogen van een atoom
getal dat aangeeft hoeveel andere atomen aan dit eerste atoom kunnen gebonden worden. Het is steeds gelijk aan het aantal enkelvoudige covalente bindingen dat een bepaald atoom met andere atomen zal aangaan
interferentie
golfverschijnsel waarbij verschillende golven met elkaar interageren in tijd en ruimte waarbij ze elkaar lokaal versterken of verzwakken afhankelijk van hun relatieve amplitude, fase en frequentie. Het is de basis van het tweespletenexperiment
hydrogenatie
redoxreactie waarbij de onverzadigde bindingen worden omgezet in verzadigde bindingen door additie van waterstofgas (hierdoor kunnen plantaardige oliën 'gehard' worden)
elektromagnetische golven
golven opgewekt door periodiek bewegende elektrische ladingen door trillingen van het elektrisch en magnetisch veld die zich voortplanten in de ruimte en dus geen medium nodig heeft om zich voort te bewegen (i.t.t. bv. watergolf), waardoor overdracht van een deel van de zonne-energie naar de aarde mogelijk wordt gemaakt
evenwichtsconstante (K)
grootheid die toelaat om de samenstelling van elk evenwichtsmengsel te berekenen ongeacht de beginsamenstelling
toestandsfunctie
grootheid waarbij de waarde enkel afhangt van de huidige toestand van het systeem en onafhankelijk is van de manier of het pad dat tot de huidige toestand heeft geleid (bv. inwendige energie U, druk P, volume V, temperatuur T, potentiële energie E_pot, kinetische energie E_kin, enthalpie H en entropie S). In de thermodynamica worden toestandsfuncties weergegeven in hoofdletters en andere functies in kleine letters (bv. warmte q en arbeid w)
ionstraal
het aandeel van een bepaaald ion in de totale afstand tussen naburige atomen in een ionisch kristal, analoog met de covalente straal. De overgang van een neutraal atoom naar een geladen ion heeft een significante volumeverandering van het deeltje tot gevolg
frequentie van een golf (nu)
het aantal golftoppen dat per tijdseenheid een bepaald punt passeert en wordt aangeduid in hertz (Hz)
gemeenschappelijk ion-effect
het beïnvloeden van het evenwicht bij het oplossen van zouten door één van de ionen, die in het evenwicht voorkomen, toe te voegen
polariseerbaarheid (alfa)
het gemak waarmee de elektronenwolk kan worden vervormd (gepolariseerd). Algemeen geldt hoe meer elektronen een molecule heeft (of hoe groter), des te groter de polariseerbaarheid
atmosfeerdruk
het gewicht uitgeoefend door een kwikkolom van 760 mm per vierkante centimeter
hybridisatie
het mengen of fuseren van atomaire orbitalen tot een gelijk aantal nieuwe identieke 'hybride' orbitalen. Dit concept is nodig om de geometrie en bindingseigenschappen van hetero-atomaire bindingen met verschillende bindingspartners te verklaren
hydrateren
het opnemen van watermoleculen in de chemische structuur
wet van Boyle
het product van de druk en het volume van een gegeven hoeveelheid gas is bij CONSTANTE TEMPERATUUR een constante
onzekerheidsrelatie van Heisenberg
het product van de onzekerheid op de positie van een subatomair partikeltje (delta x) en de onzekerheid van zijn impuls (delta mv) minstens even groot is als de constante van Planck gedeeld door 4pi
periodiciteit
het regelmatig optreden van bepaalde kenmerken
tweevoudige/dubbele binding
het samengaan van een sigma- en een pi-binding
drievoudige binding
het samengaan van een sigma- en twee pi-bindingen
emissiespectrum
het spectrum die de uitgezonden straling ten gevolge van emissie weergeeft in functie van golflengte of frequentie. Bij aangeslagen gassen zijn dit enkel discrete golflengtes en dan spreekt men van een lijnenspectrum en verschilt het dus per atoomsoort
stabilisatie-/resonantie-energie
het verschil in energie tussen de werkelijke elektronenverdeling en die van de resonantievorm met de laagste energie. Het is verantwoordelijk voor de relatieve stabiliteit van zogenaamde aromatische verbindingen. Deze energie stijgt naarmate er meer grensstructuren te vinden zijn d.m.v. meer delokalisatie
wet van Charles
het volume van een gegeven hoeveelheid gas is recht evenredig met de temperatuur bij CONSTANTE DRUK
warmtecapaciteit (C)
hoeveelheid warmte die nodig is om de temperatuur van dit systeem met 1K of 1°C te doen toenemen
sublimatie-enthalpie (delta H_subl.)
hoeveelheid warmte die nodig is om één mol van een vaste stof te sublimeren bij een bepaalde temperatuur en steeds gelijk is aan H_damp - H_vast
smeltenthalpie (delta H_smelt)
hoeveelheid warmte die nodig is om één mol van een vaste stof te verdampen bij een bepaalde temperatuur en steeds gelijk is aan H_vloeistof - H_vast
verdampingsenthalpie (delta H_verd)
hoeveelheid warmte die nodig is om één mol van een vloeistof te verdampen bij een bepaalde temperatuur en steeds gelijk is aan H_damp - H_vloeistof
oplossing
homogeen mengsel van twee of meer bestanddelen. In waterige oplossingen is water het oplosmiddel en de stof die oplost in water de opgeloste stof
geactiveerd complex
hoogenergetische overgangstoestand tussen reagentia en producten waarbij bestaande bindingen reeds gedeeltelijk verbroken zijn en nieuwe bindingen gedeeltelijk gevormd
ideaal gas
hypothetisch gas dat als model dient om het gedrag van reële gassen op eenvoudige wijze kwantitatief te beschrijven en wordt gekenmerkt door drie eigenschappen (volume van de gasmoleculen wordt gelijkgesteld aan 0, ze bewegen in constante rechtlijnige beweging en botsingen zijn perfect elastisch en er zijn geen intermoleculaire krachten tussen de moleculen)
uitsluitingsprincipe van Pauli
in eenzelfde atoom kunnen nooit twee elektronen met dezelfde waarde voor de vier kwantumgetallen n, l, m en s voorkomen
dispersiekrachten
intermoleculaire krachten die voorkomen tussen alle polariseerbare (dus ook strikt apolaire) moleculen, doordat de elektronenverdeling in een molecule fluctueert (ze kennen namelijk geen vaste positie, maar een probabiliteitsverdeling) en dus op een bepaald moment in de tijd asymmetrisch is, wat een tijdelijke dipool in het molecule induceert
titratie
klassieke methode uit de scheikunde die gebruikt wordt om de concentratie van een bepaalde stof (analiet) te bepalen door net zoveel titrant toe te voegen tot alle analiet is omgezet via een neutralisatiereactie (bij zuur-baseneutralisatiereacties is het noodzakelijk dat ofwel het analiet ofwel het titrant sterk is om een aflopende reactie te garanderen en dan bereiken we het equivalentiepunt in een pH-sprong)
cohesiekrachten/intermoleculaire krachten
krachten tussen moleculen die de moleculen onderling samenhouden. Ze zijn (net als intramoleculaire krachten) het gevolg van elektrostatische interacties tussen ladingen die permanent aanwezig zijn in ionen en polaire moleculen en bijgevolg aanleiding geven tot ion-dipool en dipool-dipool interacties. Hoe sterker deze krachten, des te groter de samenhang tussen moleculen onderling en hoe meer een verbinding geneigd zal zijn om in de gecondenseerde toestand, vloeibaar of vast voor te komen
stoichiometrie
leer van de verhoudingen volgens dewelke chemische verbindingen met elkaar reageren. Deze leer komt voort uit de wet van Dalton, die met zijn wet aantoonde dat chemische reacties niet willekeurig optreden, maar dat reagentia in welbepaalde verhoudingen reageren om welbepaalde hoeveelheden reactieproduct te vormen
dualiteit van elektromagnetische straling
licht heeft een deeltjes- (foto-elektrisch effect) en golfkarakter (klassieke fysica). Deze zijn klassiek gezien onverzoenbaar wegens de verschillende eigenschappen (ene exacte locatie terwijl andere zich over heel gebied uitstrekt)
buffercapaciteit/bufferend vermogen
maat voor de capaciteit van een bufferoplossing om pH-veranderingen tegen te gaan wanneer een sterk zuur of sterke base wordt toegevoegd en deze komt overeen met het aantal mol éénwaardig sterk zuur of sterke base die aan 1 liter van een buffermengsel moet worden toegevoegd om de pH met één eenheid te doen veranderen
elektronegativiteit (EN)
maat voor de neiging van een atoom om elektronen in een chemische binding naar zich toe te trekken. Het stijgt in een periode van links naar rechts en daalt in een groep van boven naar onder
entropie (S)
maat voor wanorde (elk spontaan proces leidt tot een toename van de entropie van het universum). Het beschrijft een hoeveelheid mogelijke configuraties die overeenkomen met een systeem in een bepaalde toestand (microscopische definitie). Deze mogelijke configuraties worden ook wel microtoestanden genoemd
dichtheid/densiteit van een stof (rho)
massa van een stof per eenheid van volume met als S.I.-eenheid kg/m³ (+flashcard voor formule)
massaprocent van een bestanddeel in een oplossing (m%)
massafractie van het bestanddeel maal 100 (+flashcard voor formule)
golffunctie
mathematische functie die elk punt in de ruimte in verband brengt met de amplitude van de golf
oplosbaarheid (S)
maximale hoeveelheid van een verbinding die men bij een bepaalde temperatuur kan oplossen in een zekere hoeveelheid oplosmiddel (in mol of g per L)
potentiometer
meetinstrument om de bronspanning van een galvanische cel exact te meten (zonder verlies door warmte of verandering van concentraties) door een tegenspanning aan te leggen die de bronspanning exact compenseert waardoor de stroom 0 wordt. De bronspanning is dan steeds gelijk en tegengesteld aan de aangelegde spanning
heterogeen mengsel
mengsel waarbij de eigenschappen niet overal gelijk zijn en waarbij dus grensvlakken voorkomen tussen domeinen met verschillende eigenschappen
homogeen mengsel
mengsel waarbij de verdeling van de zuivere stoffen zo fijn is dat deze zelfs op moleculaire schaal niet onderscheidbaar zijn van elkaar en waarbij de eigenschappen dus overal gelijk zijn
complex ion
metaalion dat wordt omgeven door liganden, moleculen of ionen die een vrij elektronenpaar ter beschikking hebben
stralingsenergie
microscopische vorm van kinetische energie dat zich manifesteert op fotonen (elementaire deeltjes van licht en EM straling)
thermische/warmte-energie
microscopische vorm van kinetische energie die zich verspreid in alle richtingen
activeringsenergie (Ea)
minimale energie die nodig is om deze wederzijdse afstoting te overwinnen en vervolgens bindingen te verbreken
ionisatiepotentiaal (IP)
minimumwaarde van energie die nodig is om elektronen van een metaal aan het metaaloppervlak van de kernen los te slaan (geëxciteerde elektronen), die doorgegeven wordt van invallende fotonen op de elektronen en afhangt van de bindingsenergie die de elektronen ervaren in het metaal (drempelfrequentie)
valentiebindingsmodel
model dat ervan uitgaat dat covalente chemische bindingen in een molecule tot stand komen door het delen van valentie-elektronen tussen twee bindingspartners, waarbij de elektronen gelokaliseerd zijn tussen de bindingspartners
botsingstheorie/theorie van het geactiveerd complex
model die reacties tussen moleculen in de gasfase beschouwt en veronderstelt dat een chemische reactie tussen reagentia enkel kan voorkomen tijdens een botsing, indien deze effectief is. Enkel botsingen met een minimale energie, waarbij de onderlinge oriëntatie bovendien ook juist is, zal leiden tot een reactie. De factoren van deze theorie zijn dus strikt genomen in de gasfase de botsingsfrequentie, minimale botsingsenergie (afhankelijk van temperatuur), oriëntatie en katalysator
elektrische dipool
molecuul waarbij de positieve en negatieve ladingscentra niet samenvallen ten gevolge van ionbindingen, polaire covalente bindingen en/of ruimtelijke structuur. De vector van de elektrische dipool wordt het dipoolmoment genoemd en wordt voorgesteld door een vector die wijst van de positieve naar de negatieve pool, waarbij de grootte van die vector gelijk is aan het product van de absolute waarde van de hoeveelheid lading op elk atoom en de afstand waarover de ladingen gescheiden zijn
effectieve kernlading (Z_eff)
netto positieve lading van de atoomkern die de elektronen in de buitenste schillen ervaren na correctie voor de afscherming door elektronen in lager gelegen schillen (afschermingseffecten)
rendement (èta)
omzettingsgraad vermenigvuldigd met 100%
oxidatie
oorspronkelijk een reactie met zuurstof, ondertussen een reactie waarbij het oxidatiegetal van het reagens stijgt door het afstaan van elektronen aan de andere stof in verbinding
sigma-binding
rotatie-symmetrische binding langs de bindingsas tussen twee atomen met gehybridiseerde orbitalen die wegens de gunstige axiale overlap het sterkste type covalente binding vormt
potentiële energie
opgeslagen energie m.a.w. energie die beschikbaar blijft tot op het moment dat ze omgezet wordt en dat zijn energie verwerft omwille van zijn relatieve positie t.o.v. een ander object (of deeltje), waarbij het een kracht ondervindt die het object wil bewegen naar een locatie met lagere potentiële energie en deze kracht is een resultante van een krachtveld-gravitationeel, -elektrostatisch of -magnetisch
atoomorbitalen
oplossingen van de kwantummechanische behandeling van atomen
molecuulorbitalen
oplossingen van de kwantummechanische behandeling van moleculen. Het zijn golffuncties die toelaten om het gedrag van elektronen in een molecule te beschrijven, waarmee een bepaalde energiewaarde en een ruimtelijke verdeeldheid wordt geassocieerd
reductiepotentiaal
oxiderend vermogen van een redoxkoppel (neiging van een oxidans om elektronen op te nemen) in E(volt). Onder standaardomstandigheden spreken we van standaard ... en die zijn wanneer de concentraties van alle opgeloste stoffen die in de halfreactie (bij conventie steeds als reductie genoteerd) voorkomen gelijk zijn aan 1M en de partiële drukken van alle gassen die in de halfreactie voorkomen 1 atm bedragen en de temperatuur 25°C bedraagt
vrij elektronenpaar
paar valentie-elektronen dat niet in het tot stand komen van de binding betrokken is
percentage ionisch karakter
percentage die weergeeft hoe ionisch een molecuul is o.b.v. het totale dipoolmoment dat berekend wordt door het gemeten dipoolmoment van het molecuul te delen door het berekende dipoolmoment in de veronderstelling dat de binding volledig ionisch is
proton
positief geladen deeltje waarvan de massa identiek is aan de massa van een waterstofatoom dat geconcentreerd zit in een uiterst klein volume waarrond een wolk van elektronen heen cirkelt en waarvan de diameter 10-100 duizend keer kleiner is dan de diameter van het hele atoom zelf. Het bezit een elektrische lading: de elementaire lading
celpotentiaal/bronspanning
potentiaalverschil tussen beide elektrodes in een galvanische cel
Aufbauprincipe
principe dat beschrijft hoe de opbouw van de elektronenwolk van een atoom in de grondtoestand kan voorgesteld worden o.b.v. het atoomnummer en enkele eenvoudige regels (volgorde opvullen orbitalen + spin-up en spin-down)
UV-catastrofe
probleem in de 20e eeuw waarin de theorie stelde dat de intensiteit van thermische straling continu toeneemt bij dalende golflengte (stijgende frequentie), terwijl experimenteel bekomen werd dat stralingsspectra een maximum aan intensiteit bekomen dat daarna weer afneemt. De vooropgestelde theorie was dus fout en in eerste instantie al onfysisch gezien het impliceerde dat er oneindig veel energie zou worden uitgestraald als de golflengte nul nadert
reversibel/omkeerbaar proces
proces dat in beide richtingen kan optreden. In de thermodynamica betekent dit indien een infinitesimale verandering van een variabele van richting kan veranderen
irriversibel proces
proces waarbij een infinitesimale verandering een niet-infinitesimale verandering niet meer kan omkeren
exotherme reactie
proces waarbij warmte wordt afgegeven aan de omgeving
endotherme reactie
proces waarbij warmte wordt opgenomen uit de omgeving
reactiequotiënt (Qsp)
product van de concentraties van de ionen zoals ze voorkomen in de al dan niet verzadigde oplossingen. Bij vergelijking met het oplosbaarheidsproduct (Ksp) kan vervolgens bepaald worden als de oplossing onverzadigd, oververzadigd of exact verzadigd is
oplosbaarheidsproduct (Ksp)
product van de concentraties van de ionen zoals ze voorkomen in een verzadigde oplossingen, elk verheven tot de macht die ze in de stoichiometrische dissociatievergelijking als voorgetal bezitten
radiale bolschilwaarschijnlijkheid
radiale puntwaarschijnlijkheid vermenigvuldigd met de oppervlakte van de sfeer voor die waarde van r (4pi r²). Dit geeft dus de waarschijnlijkheid weer om een elektron aan te treffen op eender welke plaats op het boloppervlak met straal r en deze is maximaal op de Bohr-radius (0,0529 nm) en komt bij Schrödinger overeen met de meest waarschijnlijke afstand voor een elektron zich te bevinden en bij het Bohr-model overeen met de straal van de eerste schil
homogene katalyse
reactie die versneld wordt door een katalysator waarbij de katalysator en de reagentia zich in dezelfde fase bevinden
heterogene katalyse
reactie die versneld wordt door een katalysator waarbij de katalysator en de reagentia zich in een verschillende fase bevinden
homogene reactie
reactie waarbij alle componenten zich in dezelfde fysische fase bevinden
zuur-baseneutralisatiereacties
reactie waarbij een zuur en base in water met elkaar reageren. Bij een Arrheniuszuur en een Arrheniusbase wordt dan water en een zout gevormd. De standaard enthalpieverandering van deze reactie voor een sterk zuur en een sterke base is altijd 55,90 kJ/mol. Dit is een indicatie dat steeds dezelfde reactie plaatsvindt en dit leidt tot de vorming van de essentiële reactievergelijking
redoxreactie
reactie waarbij elektronenoverdracht plaatsvindt en het ene atoom of molecule elektronen afstaat (elektrondonor: oxidatie/reductor) die de andere stof dan opneemt (elektronacceptor: reductie/oxidator)
protontransferreactie
reactie waarin een protondonor en een protonacceptor met elkaar reageren
standaard reactie-enthalpie
reactie-enthalpie bij een druk van 1 bar en 25 °C (100.000 Pa en 298,15 K) m.a.w. de standaard-omstandigheden
heterogene reacties
reacties waarbij twee of meer reagentia zich in verschillende fysische fasen bevinden
oxidator/oxidans
reagens dat het andere reagens oxideert en daarbij zelf reductie ondergaat (en worden dan zelf een geconjugeerd reductor/reductans)
reductor/reductans
reagens dat het andere reagens reduceert en daarbij zelf oxidatie ondergaat (en worden dan zelf een geconjugeerd oxidator/oxidans)
waterstofbruggen
speciale gevallen van dipool-dipoolkrachten die optreden tussen een waterstofatoom van een molecule dat gebonden is aan een sterk elektronegatief atoom (N, O of F) (H-brug donor) en een elektronegatief atoom (ook N, O of F) van een molecule met minstens één vrij elektronenpaar (H-brug acceptor). Hoe hoger de elektronegativiteit van deze acceptor, des te hoger de kracht per waterstofbrug
stralingsspectrum
spectrum dat de uitgestraalde intensiteit (energie per oppervlakte per seconde) weergeeft in functie van de golflengte. Naarmate de temperatuur van het object stijgt, verschuift het stralingsspectrum in de richting van het UV-gebied
standaard vrije vormingsenergie (delta G°_f)
standaard reactievrije energie van de reactie waarin één mol van die stof gevormd wordt uit de samenstellende elementen in hun meest stabiele toestand
mol
standaard voor de massa van een stof die overeenkomt met een welbepaald aantal atomen of moleculen (getal van Avogadro NA; 6.02 x 10^23)
zuivere stof
stof die welbepaalde fysische en chemische eigenschappen bevat en niet kan gescheiden worden door fysische scheidingstechnieken. Ze zijn enkelvoudig of samengesteld (verbinding)
zuurbase-indicator/pH-indicator
stof waarvan de kleur verandert afhankelijk van de pH van de oplossing. Ze zijn meestal zwakke organische zuren met zure en basische vormen in karakteristieke kleuren en worden steeds in kleine mate (2 à 3 druppels) aan een oplossing toegevoegd (gezien het ook zuurbase-eigenschappen bezit). Ze zijn dan ook erg sterke kleurstoffen
hydraten
stoffen die gevormd worden door het hydrateren van chemische structuren, waardoor een aantal watermoleculen chemisch binden aan de kristalstructuur
grensstructuren/resonantieformules
structuren/Lewisformules voor een bepaald molecuul die beide correct zijn. De reële structuur is dan het gewogen gemiddelde van al deze mogelijke grensstructuren (dit geldt ook voor bindingslengte en lading). Enkel tweevoudige en drievoudige binden, vrije elektronenparen en ongepaarde elektronen kunnen
base volgens Arrhenius
substantie die bij oplossen in water de concentratie aan hydroxide-ionen (OH-) doet toenemen
zuur volgens Arrhenius
substantie die bij oplossen in water dissocieert en protonen (H+) vormt, maar vervolgens gehydrateerd worden tot H3O+-ionen en dus de concentratie aan hydronium-ionen (H3O+) doet toenemen
valentiebindingstheorie
theorie die ervan uitgaat dat elektronen gelokaliseerd zijn op of tussen individuele atomen
halfwaardetijd
tijd die nodig is om de concentratie van een stof tot de helft terug te brengen
'stabielere' toestand
toestand met lagere potentiële energie waarnaar chemische systemen de natuurlijke neiging hebben toe te evolueren (reden voor interatomaire afstand, bindingshoeken en neutraal zijn van moleculen wat deze gevolgen veroorzaakt)
grondtoestand
toestand van het atoom die het meest stabiel is (en dus geen aangeslagen elektronen bezit)
aangeslagen toestand
toestand van het atoom waarbij een elektron een hogere energie-inhoud heeft dan in de grondtoestand ten gevolge van promotie naar een hoger energieniveau door absorptie van een foton en dus minder stabiel is dan de grondtoestand van dit atoom
metastabiel
toestandsvorm waarbij een stof nog niet in de meest energetisch gunstige toestandsvorm is, maar daar niet kan geraken door bepaalde factoren, zoals te hoge activeringsenergie (bv. diamant zet zich niet om naar stabielere grafiet)
inwendige energie (U)
totale energie van het systeem of m.a.w. de som van alle mogelijke vormen van potentiële en kinetische energie. Het komt overeen met de capaciteit van het systeem om arbeid te verrichten of warmte uit te wisselen
nulpuntstrilling
trilling die een atoom uitvoert wanneer het het absolute nulpunt (0K) bereikt, gezien de thermodynamische 3e hoofdwet stelt dat de entropie S=0 en W=1, maar dit is in strijd met onzekerheidsprincipe van Heisenberg en dus bevinden alle atomen zich bij 0K in de grondtoestand, maar de onzekerheid op impuls neemt oneindig toe
auto-redoxreactie/disproportioneringsreactie/dismutatie
type reactie waarbij hetzelfde reagens zowel als oxidans als reductans optreedt
emissie
uitzenden van straling door gasatomen doordat verwarmde atomen een deel van de opgenomen warmte-energie opnieuw uitstralen in de vorm van licht. Het is m.a.w. het proces waarbij een atoom uit de aangeslagen toestand terugkeert naar zijn grondtoestand waarbij energie vrijgesteld wordt onder de vorm van een foton. Het omgekeerde proces heet absorptie
dipoolmoment
vector van de elektrische dipool die wijst van de positieve naar de negatieve pool, waarbij de grootte van die vector gelijk is aan het product van de absolute waarde van de hoeveelheid lading op elk atoom en de afstand waarover de ladingen gescheiden zijn. Ook de grootte van het verschil in elektronegativiteit speelt een rol in de grootte van deze vector en wordt vaak uitgedrukt in Debye (1D = 3,34.10^-30 C.m)
zuur volgens Bronsted-Lowry
verbinding (molecule of ion) die een proton kan afstaan (protondonor) aan een andere substantie
base volgens Bronsted-Lowry
verbinding (molecule of ion) die een proton kan opnemen (protonacceptor) van een andere substantie
molaire warmtecapaciteit (Cm)
verhouding tussen de warmtecapaciteit en de hoeveelheid mol, gezien de waarde van de warmtecapaciteit afhangt van de hoeveelheid materiaal in het systeem
specifieke warmtecapaciteit (Cs)
verhouding tussen de warmtecapaciteit en de massa, gezien de waarde van de warmtecapaciteit afhangt van de hoeveelheid materiaal in het systeem
soortelijk gewicht van een stof
verhouding van de dichtheid van de stof tot de dichtheid van water bij 4.0°C (dimensieloos) (+flashcard voor formule)
massafractie van een bestanddeel i van een oplossing (Yi)
verhouding van de massa van het bestanddeel (mi) tot de totale massa (m) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel. De som van de massafracties van alle bestanddelen in een mengsel is gelijk aan 1 (+flashcard voor formule)
molfractie van een bestanddeel i van een oplossing (chi i)
verhouding van het aantal mol van het bestanddeel (ni) tot de som van het aantal mol (n) van alle bestanddelen aanwezig in het mengsel. De som van de molfracties van alle bestanddelen in een mengsel is gelijk aan 1 (+flashcard voor formule)
dissociatiegraad van een zuur
verhouding van het aantal moleculen zuur dat is gedissocieerd tot het totaal aantal moleculen zuur dat in de oplossing werd gebracht
mengsel
vermenging van twee of meer zuivere stoffen in verschillende verhoudingen en die dus geen constante samenstelling heeft en gescheiden kan worden door scheidingstechnieken. Ze zijn heterogeen of homogeen
nivellerend effect
verschijnsel bij sterke zuren (volledige omzetting tot H3O+-ionen) en sterke basen (volledige omzetting tot OH--ionen) waarbij het niet uitmaakt welk sterk zuur of welke sterke base gehanteerd wordt, gezien ze allen resulteren in volledige ionisatie en dus behoren tot hetzelfde 'niveau' in eenzelfde solvent (in een ander solvent kan bv wel een onderscheid worden gemaakt dewelke sterker is)
diagonaalrelaties
verschijnsel binnen het PSE waarbij het niet-metaalkarakter samenhangt met grote ionisatie-energie, grote elektronenaffiniteit en grote elektronegativiteit (omgekeerd bij metaalkarakter) en waarbij het stijgend metaalkarakter samenhangt met stijgende atoomstraal. Gezien metaal- en niet-metaalkarakter diagonaal stijgen binnen het PSE van links onder naar rechts boven, kunnen we spreken van relaties
mesomerie/resonantie
verschijnsel waarbij een bepaald molecuul meerdere grensstructuren/resonantieformules kan aannemen
promotie
verschijnsel waarbij een elektronen over verschillende beschikbare orbitalen worden verdeeld, maar gezien deze orbitalen een hogere energie-inhoud hebben, leidt dit tot een destabilisatie van het systeem en bevindt het atoom zich in een hogere energietoestand dan de grondtoestand. Deze stap is noodzakelijk voor het atoom om aan hybridisatie te kunnen doen
hydratatie
verschijnsel waarbij ionische stoffen omgeven worden met (polaire) watermoleculen. Deze ionen worden dan gehydrateerde ionen genoemd en wegens het verlagen van de energie komt bij dit proces hydratatiewarmte vrij
golf
verstoring of trilling die zich op periodieke wijze voortplant in een medium van een oorsprongspunt naar verder afgelegen punten en zo energie van de ene naar de andere plaats overbrengt
elektromagnetisch spectrum
verzamelnaam voor alle mogelijke golflengten (frequenties) van elektromagnetische straling en wordt onderverdeeld in verschillende domeinen (radiogolven, microgolven, infrarood (IR), zichtbaar licht, ultraviolet (UV), X-stralen en gammastralen)
neerslagtitratie
volumetrische methode die in de analytische scheikunde gebruikt wordt om concentraties van bepaalde ionen te bepalen
rechtstreekse titratie
vorm van titratie waarbij de stof, waarvan de hoeveelheid bepaald wordt, rechtstreeks reageert met het titrans in een aflopende reactie. Er wordt titrans toegevoegd tot de te bepalen stof volledig is weggereageerd
onrechtstreekse titratie
vorm van titratie waarbij de stof, waarvan de hoeveelheid gekend is, rechtstreeks reageert met het titrans in een aflopende reactie. Er wordt titrans toegevoegd tot de te bepalen stof volledig is weggereageerd en de stof in overmaat aanwezig is
pseudokinetiek
wanneer er in de reactievergelijking meerdere reagentia voorkomen, zal de concentratie van het ene reagens samen afnemen met die van het ander reagens. In dit geval kan de afhankelijkheid van de reagentia niet afzonderlijk bepaald worden, gezien ze afhankelijkheid vertonen in de formule van de reactiesnelheid (v = k.[A]^m.[B]^n), tenzij we de andere reagentia in grote overmaat toevoegen, waardoor de concentratie hiervan nagenoeg constant zal blijven
spreidingsregel van Hund
wanneer er verschillende manieren zijn om de elektronen te verdelen over ontaarde orbitalen is de meest stabiele situatie (=grondtoestand) deze waar de totale elektronspin s het hoogst is (eerst ongepaarde elektronen, dan paren)
principe van Berthollet
wanneer tijdens een chemische reactie in een open reactievat een vluchtige verbinding of een neerslag wordt gevormd, zal deze reactie altijd aflopend zijn
bufferoplossing
waterige oplossing waarvoor de pH relatief constant blijft bij verdunning en bij toevoeging van zuur of base
Lewisformule
weergave van de verdeling van alle mogelijke valentie-elektronen over de atomen en de bindingen in een molecule, zo mogelijk volgens de regel van het Stabiel Octet en uitgeschreven met elektronenpaar-streepjes. Het maakt deel uit van het valentiebindingsmodel
moleculaire geometrie
weergave van hoe kernen zich ten opzichte van elkaar positioneren in een molecule
massadefect
werkelijke massa van een kern is altijd kleiner dan de som van de massa's van de nucleonen, gezien bij de vorming van de kern uit nucleonen energie vrijkomt ten koste van de massa van de reagerende deeltjes, waardoor het onmogelijk is om a priori de massa van een isotoop te bepalen (zie formule Einstein). De enige uitzondering van atoom op dit verschijnsel is H
samengestelde stof/verbinding
zuivere stof die bestaat uit twee of meer verschillende atomen, waarin de samenstellende atomen in een constante massaverhouding voorkomen en enkel kunnen gescheiden worden tot enkelvoudige stof door chemische scheidingstechnieken
enkelvoudige stof
zuivere stof waarin slechts één element voorkomt en dus is opgebouwd uit één soort atomen
geconjugeerde base
zuur (protondonor) nadat deze een proton heeft afgestaan