CHEMISCHE bindingen

Chemische bindingen

Atomen, de kleinste deeltjes van elementen, worden bij elkaar gehouden door vijf soorten bindingen: de covalente binding, de ionenbinding, de metalenbinding, waterstofbruggen en de vanderwaalskrachten.

Deze bindingen worden allemaal gevormd door de bewegingen van elektronen. Maar de elektronen worden op verschillende manieren gedeeld of overgedragen, afhankelijk van de aard van de atomen.

Lichte atomen vormen vaak covalente bindingen. Zo worden moleculen waterstof, zuurstof , chloor en water bij elkaar gehouden door covalente bindingen. Een waterstofatoom heeft slechts een elektron dat om de kern draait in een gebied dat orbitaal heet. Wanneer 2 waterstofatomen een molecuul, H2 , vormen delen ze hun elektronen zodat iedere waterstofkern een paar elektronen in een orbitaal heeft.

Ionenbinding

Minerale zouten zoals natriumchloride, NaCI (keukenzout), Hebben geen gedeelde elektronen. In plaats daarvan verliezen, of krijgen, de atomen elektronen om hun schillen vol te maken. Natrium heeft een elektron in zijn buitenste schil. Het kan een volle schil krijgen door dit elektron af te staan en een positief geladen natriumion, Na+, te worden.

Metaalbindingen en waterstofbruggen

Atomen in vaste metalen zijn gerangschikt in een regelmatig 3d-patroon, waarin de losse buitenste elektronen van alle atomen met elkaar gedeeld worden. Het is een soort rasterwerk van positieve metaalionen die zwemmen in een zee van losse elektronen die vrij door het rooster bewegen. Covalente verbindingen die OH en NH groepen bevatten vormen vaak waterstofbruggen tussen hun moleculen. Zuurstof is ‘elektronegatiever’ dan waterstof. Dit betekent dat het de elektronen die de binding vormen iets sterker aantrekt. Het zuurstofatoom krijgt hierdoor een licht negatieve lading en het waterstofatoom een licht positieve lading. De tegengestelde ladingen zorgen voor aantrekkingskracht tussen naburige moleculen. Dat is vooral het geval in water. Hierin vormt het waterstofatoom van het ene molecuul een waterstofbrug met het zuurstofatoom van een andere molecuul.

Vanderwaalskrachten

Stoffen die uit enkelvoudige atomen bestaan, zoals neon en argon, of kleine moleculen als stikstof en zuurstof, zijn dikwijls gassen met lage kookpunten. De enige krachten tussen de atomen of moleculen van deze stoffen zijn de vanderwaalskrachten, genoemd naar de Nederlandse Johannes Diderik van de Waals. Hij was in 1873 een van de eerste die het bestaan van deze krachten vaststelde. Vanderwaalskrachten zijn veel zwakker dan alle andere bindingen.

Atomen zitten niet voor eeuwig in hun moleculen vast. Moleculen kunnen uit elkaar vallen en de atomen gaan dan nieuwe verbindingen aan. Dat heet chemische veranderingen. De atomen in moleculen van een of meerdere stoffen verbreken hun onderlinge bindingen aan met andere atomen. Hierdoor ontstaan een of meerdere nieuwe stoffen met andere chemische kenmerken en eigenschappen dan de oorspronkelijke stoffen. Voor chemische bindingen is energie nodig in de vorm van bijvoorbeeld warmte, licht en elektriciteit.

Chemische bouwstenen

In een speelgoedbouwpakket vormt ieder blokje of andere vorm een apart onderdeel. Ook atomen zijn aparte onderdelen. Blokjes kunnen in elkaar geklikt worden. Op dezelfde manier verbinden atomen zich met elkaar. Samen vormen een heleboel verschillende blokjes een bepaald voorwerp, bijvoorbeeld een vliegtuig. Zo verbinden ook verschillende atomen zich tot moleculen van een bepaalde stof. De blokjes kunnen uit elkaar gehaald worden en in een andere combinatie samengevoegd worden tot een nieuw voorwerp, bijvoorbeeld een huis. De atomen in de moleculen van een bepaalde stof kunnen uit elkaar gehaald worden om vervolgens bijeengevoegd te worden tot moleculen van een andere, nieuwe stof met andere chemische eigenschappen. Dat is een chemische reactie.

Wist je dit?

Henry cavendish (1731-1810) was uitzonderlijk verlegen. Hij werkte alleen, was erg rijk maar gaf nauwelijks geld uit. Maar hij deed belangrijke ontdekkingen. Hij maakte water door zuurstof en waterstofgas te laten ontploffen. Dat veroorzaakte een chemische reactie waarbij een zuurstofatomen zich aan twee waterstofatomen hechtte. Hij toonde aan dat water een chemisch verbinding ( H2O) is en geen element, zoals anderen dachten.

Author: Y Comak