Cover
T4 - chemische naamgeving.pdf
Summary
# Indeling van chemische stoffen
Dit onderwerp behandelt de fundamentele indeling van chemische stoffen in zuivere stoffen en mengsels, met een verdere onderverdeling van zuivere stoffen in enkelvoudige en samengestelde stoffen, inclusief de domeinen van anorganische en organische chemie [1](#page=1) [2](#page=2).
### 1.1 Zuivere stoffen en mengsels
Alle stoffen zijn opgebouwd uit moleculen. Wanneer een stof uit slechts één soort moleculen bestaat, spreken we van een zuivere stof. Bestaat een stof uit meer dan één soort moleculen, dan wordt dit een mengsel genoemd [1](#page=1).
* **Zuivere stoffen** kenmerken zich door constante en karakteristieke fysische grootheden, zoals smeltpunt, kookpunt, dichtheid en oplosbaarheid. Deze waarden zijn typisch voor de specifieke stof [1](#page=1).
* **Mengsels** daarentegen hebben fysische grootheden waarvan de waarden afhankelijk zijn van de samenstelling van het mengsel [1](#page=1).
### 1.2 Enkelvoudige en samengestelde stoffen
Zuivere stoffen worden verder onderverdeeld op basis van hun moleculaire opbouw [1](#page=1).
* **Enkelvoudige stoffen** zijn zuivere stoffen waarvan de moleculen zijn opgebouwd uit slechts één atoomsoort [1](#page=1).
* **Samengestelde stoffen** zijn zuivere stoffen waarvan de moleculen zijn opgebouwd uit meer dan één atoomsoort [1](#page=1).
### 1.3 Anorganische en organische stoffen
Samengestelde stoffen kunnen verder worden gecategoriseerd in anorganische en organische stoffen [1](#page=1).
#### 1.3.1 Anorganische stoffen
* Anorganische stoffen, ook wel minerale verbindingen genoemd, komen meestal voort uit de levenloze natuur [1](#page=1) [2](#page=2).
* Ze zijn opgebouwd uit één of meer van de 92 elementen uit het Periodiek Systeem der Elementen (PSE) [2](#page=2).
* Moleculen van anorganische stoffen bevatten een beperkt aantal atomen [2](#page=2).
* De totale verzameling anorganische stoffen is minder uitgebreid dan die van organische stoffen [2](#page=2).
* De atomen in anorganische stoffen zijn gebonden via ionbindingen, covalente bindingen of metaalbindingen [2](#page=2).
#### 1.3.2 Organische stoffen
* Organische stoffen, ook wel koolstofverbindingen genoemd, komen voort uit de levende natuur [1](#page=1) [2](#page=2).
* Ze bevatten altijd koolstof (C) en vaak waterstof (H), naast een beperkt aantal andere elementen zoals zuurstof (O), stikstof (N) en zwavel (S) [2](#page=2).
* Organische moleculen kunnen zeer veel atomen bevatten, soms zelfs meer dan 105 [2](#page=2).
* De verzameling organische stoffen is zeer uitgebreid [2](#page=2).
* De atomen in organische stoffen zijn nagenoeg uitsluitend aan elkaar gebonden via covalente bindingen [2](#page=2).
### 1.4 Stofklassen
Zowel anorganische als organische stoffen worden verder onderverdeeld in stofklassen. Een stofklasse omvat stoffen met vergelijkbare chemische eigenschappen, en vaak ook fysieke eigenschappen. Deze gelijkenis wordt verklaard door een analoge chemische structuur, met name de aanwezigheid van één of meer specifieke, op een welbepaalde manier gebonden atomen in de moleculen. Dit gemeenschappelijke onderdeel wordt de karakteristieke of functionele groep genoemd [2](#page=2).
* **In de anorganische chemie** onderscheiden we onder andere oxiden, zuren, hydroxiden en zouten [2](#page=2).
* **In de organische chemie** zijn er veel meer stofklassen. In deze cursus worden enkele veelvoorkomende klassen behandeld, zoals alkanen, alkenen, alcoholen, carbonzuren, ketonen, ethers en esters. De kenmerken en toepassingen van deze organische stofklassen worden verder uitgediept [2](#page=2).
> **Tip:** Begrijpen van de indeling in enkelvoudige, samengestelde, anorganische en organische stoffen vormt de basis voor het later leren van specifieke chemische reacties en eigenschappen.
> **Tip:** De functionele groep is cruciaal voor het voorspellen van de chemische reactiviteit van een molecuul binnen een bepaalde stofklasse.
---
# Anorganische stofklassen
Dit deel van het document beschrijft de verschillende klassen van anorganische verbindingen, waaronder oxiden, hydroxiden, zuren en zouten, inclusief hun naamgeving, structuur en eigenschappen [3](#page=3).
### 2.1 Naamgeving van chemische stoffen
Chemische stoffen kunnen verschillende namen hebben. Er wordt onderscheid gemaakt tussen [3](#page=3):
* **Systematische of vereenvoudigde naam:** Deze naamgeving, aangeleerd in het secundair onderwijs, vermeldt de indices (di, tri, tetra, etc.) [3](#page=3).
* **Officiële of IUPAC-naam:** Geregistreerd door de International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), deze naamgeving is wereldwijd gestandaardiseerd [3](#page=3).
* Bij metalen uit groep Ia, IIa en IIIa, die slechts één oxidatiegetal hebben, worden de indices weggelaten (bv. Na2O wordt natriumoxide) [3](#page=3).
* Bij metalen uit de b-groepen, die meerdere oxidatiegetallen kunnen hebben, wordt het oxidatiegetal met een Romeins cijfer achter de metaalnaam vermeld (bv. FeO wordt ijzer(+II)oxide) [3](#page=3).
* Bij niet-metalen, die vaak meerdere oxidatiegetallen hebben, worden de indices altijd geschreven (bv. N2O3 wordt distikstoftrioxide) [3](#page=3).
* **Triviale naam:** Dit zijn de gangbare namen die in het dagelijkse leven worden gebruikt [3](#page=3).
Soms wordt de triviale naam als IUPAC-naam gebruikt, met name bij zuren (bv. H3PO4 heeft als IUPAC-naam fosforzuur) [3](#page=3).
### 2.2 Enkelvoudige anorganische stoffen
Er zijn weinig enkelvoudige stoffen (ongeveer 100) vergeleken met miljoenen samengestelde stoffen. Ze worden ingedeeld in drie groepen: metalen (M), niet-metalen (nM) en edelgassen [4](#page=4).
* **Brutoformule:** $E_x$ met E als element en x als index [4](#page=4).
* **Naam:** Naam index + naam van het element [4](#page=4).
**Voorbeelden:**
| IUPAC-naam | triviale naam |
| :------------- | :-------------- |
| H2 diwaterstof | waterstofgas |
| O3 trizuurstof | ozon |
| S8 | (cyclo)octazwavel |
### 2.3 Samengestelde anorganische stoffen
#### 2.3.1 De oxiden
Oxiden zijn binaire verbindingen van een metaal of niet-metaal met zuurstof (O). De karakteristieke groep is -O [5](#page=5).
##### 2.3.1.1 Metaaloxiden
* **Brutoformule:** $M_xO_y$ met M als metaal en x, y als indices [5](#page=5).
* **Vereenvoudigde naam:** Naam index x + naam metaal + naam index y + OXIDE [5](#page=5).
* **IUPAC-naam:**
* Metaal in de a-groep: naam metaal + OXIDE [5](#page=5).
* Metaal in de b-groep: naam metaal + oxidatiegetal + OXIDE [5](#page=5).
**Voorbeelden:**
| Verbinding | OG | Indices | Brutoformule | Vereenvoudigde naam | IUPAC-naam |
| :--------- | :--- | :------ | :----------- | :------------------ | :----------------- |
| Ca en O | +II, -II | 1, 1 | CaO | calciumoxide | calciumoxide |
| Na en O | +I, -II | 2, 1 | Na2O | dinatriumoxide | natriumoxide |
| Al en O | +III, -II | 2, 3 | Al2O3 | dialuminiumtrioxide | aluminiumoxide |
| Fe en O | +III, -II | 2, 3 | Fe2O3 | di-ijzertrioxide | ijzer(+III)oxide |
Het oxidatiegetal (OG) is de lading die een element zou krijgen bij volledige elektronenverschuiving; het geeft aan hoeveel elektronen een atoom meer (negatief OG) of minder (positief OG) heeft dan in de ongebonden toestand [5](#page=5).
##### 2.3.1.2 Niet-metaaloxiden
* **Brutoformule:** $nM_xO_y$ met nM als niet-metaal en x, y als indices [6](#page=6).
* **Vereenvoudigde naam:** Naam index x + naam niet metaal + naam index y + OXIDE [6](#page=6).
* **IUPAC-naam:** De naam van de indices wordt altijd geschreven, omdat niet-metalen meerdere oxidatiegetallen kunnen hebben [6](#page=6).
**Voorbeelden:**
| Verbinding | OG | Indices | Brutoformule | Vereenvoudigde naam | IUPAC-naam |
| :--------- | :--- | :------ | :----------- | :------------------ | :--------------------- |
| N en O | +V, -II | 2, 5 | N2O5 | distikstofpentaoxide| distikstofpentaoxide |
| N en O | +III, -II | 2, 3 | N2O3 | distikstoftrioxide | distikstoftrioxide |
##### 2.3.1.3 Peroxiden
Peroxiden zijn oxiden waarin een enkele binding tussen twee zuurstofatomen voorkomt. Hierin hebben de zuurstofatomen uitzonderlijk een oxidatietoestand -I in plaats van -II. Binnen deze cursus wordt gefocust op waterstofperoxide ($H_2O_2$), in de volksmond bekend als "zuurstofwater" [6](#page=6).
**Oxiden in ons dagelijks leven:**
* Roesten van ijzer: de vorming van ijzeroxide door reactie met zuurstof [7](#page=7).
* Ontstaan van CO: koolstofmonoxide bij onvolledige verbranding, een giftig gas [7](#page=7).
* Voedselbederf: oxidatie van vetten en oliën in voedsel, waardoor het ranzig wordt [7](#page=7).
* Zure regen: oxiden van zwavel ($SO_2$) en stikstof ($NO, NO_2$) die in de lucht met waterdamp zuren vormen [7](#page=7).
#### 2.3.2 De hydroxiden
Hydroxiden zijn binaire verbindingen van een metaal met een hydroxidegroep (-OH). De karakteristieke groep is -OH [8](#page=8).
* **Brutoformule:** $M(OH)_x$ met M als metaal en x als index [8](#page=8).
* **Vereenvoudigde naam:** naam metaal + naam index x + HYDROXIDE [8](#page=8).
* **IUPAC-naam:**
* Metaal in de a-groep: naam metaal + HYDROXIDE [8](#page=8).
* Metaal in de b-groep: naam metaal + oxidatiegetal + HYDROXIDE [8](#page=8).
**Voorbeelden:**
| Verbinding | OG | Indices | Brutoformule | Vereenvoudigde naam | IUPAC-naam |
| :--------- | :--- | :------ | :----------- | :------------------ | :---------------- |
| Ca en OH | +II, -I | 1, 2 | Ca(OH)2 | calciumdihydroxide | calciumhydroxide |
| Al en OH | +III, -I | 1, 3 | Al(OH)3 | aluminiumtrihydroxide| aluminiumhydroxide|
| Cu en OH | +II, -I | 1, 2 | Cu(OH)2 | koperdihydroxide | koper(+II)hydroxide|
**Hydroxiden in ons dagelijks leven:**
* Natriumhydroxide (NaOH): een component in gootsteenontstopper en gebruikt voor verfafbijten [8](#page=8).
* Neutraliseren van de bodem: kalk (CaO) reageert met grondwater tot calciumhydroxide (gebluste kalk) om zure bodems te neutraliseren. Gebruikt bij bepleisteren van muren [8](#page=8).
> **Tip:** Basen en hydroxiden worden in de volksmond vaak als synoniemen gebruikt, maar er bestaan ook basen die geen hydroxiden zijn, zoals ammoniak ($NH_3$) [8](#page=8).
#### 2.3.3 De zuren
Zuren zijn verbindingen van waterstof (H) met een zuurrest (Z). De karakteristieke groep is H- [9](#page=9).
##### 2.3.3.1 Binaire zuren
* **Brutoformule:** $H_xnM$ met nM als niet-metaal en x als index [9](#page=9).
* **Vereenvoudigde naam:** naam index x + waterstof + verkorte naam niet metaal + IDE [9](#page=9).
* **IUPAC-naam:** waterstof + verkorte naam niet metaal + IDE [9](#page=9).
**Voorbeelden:**
| Verbinding | OG | Indices | Brutoformule | Vereenvoudigde naam | IUPAC-naam |
| :--------- | :--- | :------ | :----------- | :------------------ | :-------------- |
| H en Cl | +I, -I | 1, 1 | HCl | waterstofchloride | waterstofchloride|
| H en S | +I, -II | 2, 1 | H2S | diwaterstofsulfide | waterstofsulfide |
**Belangrijke binaire zuren en hun zuurresten:**
| Formule | IUPAC-naam | triviale naam | Zuurrest | Naam zuurrest |
| :------ | :------------- | :---------------- | :------- | :------------ |
| HCl | waterstofchloride| zoutzuur | $Cl^-$ | chloride |
| HF | waterstoffluoride| | $F^-$ | fluoride |
| HI | waterstofjodide | | $I^-$ | jodide |
| HBr | waterstofbromide| | $Br^-$ | bromide |
| H2S | waterstofsulfide | | $S^{2-}$ | sulfide |
| HCN | waterstofcyanide | blauwzuur/cyaanzuur| $CN^-$ | cyanide |
Met uitzondering van het cyanide-ion, zijn de zuurresten van binaire zuren mono-atomische ionen [9](#page=9).
##### 2.3.3.2 Ternaire zuren
* **Brutoformule:** $H_xnM O_y$ met nM als niet-metaal en x, y als indices [10](#page=10).
* **IUPAC-naam:**
* Vereenvoudigde naam: naam index x + waterstof + verkorte naam niet-metaal + AAT [10](#page=10).
* Triviale naam: naam van het niet metaal + ZUUR [10](#page=10).
**Opmerking:** Als de zuurrest één zuurstofatoom verliest, verandert de naamgeving: -AAT wordt -IET en -ZUUR wordt -IGZUUR [10](#page=10).
**Voorbeelden:**
| Verbinding | OG(s) | Indices | Brutoformule | IUPAC-naam | Triviale naam |
| :--------- | :---- | :------ | :----------- | :----------------- | :------------ |
| H, S, O | +I, -II | 2, 1 | H2SO4 | diwaterstofsulfaat | zwavelzuur |
| H, Cl, O | +I, -I | 1, 1 | HClO3 | waterstofchloraat | chloorzuur |
| H, S, O | +I, -II | 2, 1 | H2SO3 | diwaterstofsulfiet | zwaveligzuur |
**Belangrijkste ternaire (hoofd)zuren:**
| Formule | IUPAC-naam | Zuurrest | Naam zuurrest |
| :------ | :--------------- | :----------- | :------------ |
| HClO3 | waterstofchloraat| $ClO_3^-$ | chloraat |
| HNO3 | waterstofnitraat | $NO_3^-$ | nitraat |
| HBrO3 | waterstofbromaat | $BrO_3^-$ | bromaat |
| HIO3 | waterstofjodaat | $IO_3^-$ | jodaat |
| H2CO3 | diwaterstofcarbonaat| $CO_3^{2-}$ | carbonaat |
| H2SO4 | diwaterstofsulfaat| $SO_4^{2-}$ | sulfaat |
| H2CrO4 | diwaterstofchromaat| $CrO_4^{2-}$| chromaat |
| H3PO4 | triwaterstoffosfaat| $PO_4^{3-}$| fosfaat |
| H3BO3 | triwaterstofboraat| $BO_3^{3-}$ | boraat |
| H4SiO4 | tetrawaterstofsilicaat| $SiO_4^{4-}$| silicaat |
Alle zuurresten van ternaire zuren zijn poly-atomische ionen [11](#page=11).
**Zuren in ons dagelijks leven:**
* Zure regen: kan milieu- en natuurschade veroorzaken [11](#page=11).
* Zwavelzuur ($H_2SO_4$): gebruikt in autoaccu's [11](#page=11).
* Salpeterzuur ($HNO_3$): gebruikt voor kunstmest en explosieven [11](#page=11).
* Zoutzuur (HCl): geproduceerd in de maagwand [11](#page=11).
* Diwaterstofsulfide ($H_2S$): de geur van rotte eieren [11](#page=11).
* Cementbereiding: kalksteen ($CaCO_3$) wordt verhit tot calciumoxide (CaO). Cement bevat $Al_2O_3$ en $SiO_2$, die reageren met verdunde HCl-oplossing [11](#page=11).
* Citroenlimonade: bevat citroenzuur en koolzuur ($H_2CO_3$) [11](#page=11).
#### 2.3.4 De zouten
Zouten zijn verbindingen van een metaal met een zuurrest. Ze hebben geen specifieke karakteristieke groep [12](#page=12).
* **Brutoformule:** $M_xZ_y$ met M als metaal, Z als zuurrest en x, y als indices [12](#page=12).
* **Vereenvoudigde naam:** naam index x + naam metaal + naam index y + naam zuurrest [12](#page=12).
* **IUPAC-naam:**
* Metaal in de a-groep: naam metaal + naam zuurrest [12](#page=12).
* Metaal in de b-groep: naam metaal + oxidatiegetal + naam zuurrest [12](#page=12).
**Voorbeelden:**
| Verbinding | OG(s) | Indices | Brutoformule | Vereenvoudigde naam | IUPAC-naam |
| :-------------- | :------ | :------ | :----------- | :------------------ | :------------- |
| Ca en NO3 | +II, -I | 1, 2 | Ca(NO3)2 | calciumdinitraat | calciumnitraat |
| Al en PO4 | +III, -III| 1, 1 | AlPO4 | aluminiumfosfaat | aluminiumfosfaat|
| NH4 en SO3 | +I, -II | 2, 1 | (NH4)2SO3 | diammoniumsulfiet | ammoniumsulfiet|
| Mg en CO3 | +II, -II| 1, 1 | MgCO3 | magnesiumcarboniet | magnesiumcarboniet|
**Opmerking 1: Waterstofzouten**
Dit zijn zouten afkomstig van meerwaardige zuren waarin niet alle waterstofionen zijn vervangen door metaalionen. Het zuurrestion kan zich zowel als zuur als base gedragen (amfoliet). Bijvoorbeeld, $NaHCO_3$ (natriumbicarbonaat) kan nog een $H^+$ afstaan (zuur) of opnemen (base) [12](#page=12).
**Opmerking 2: Hydraten**
Sommige zouten vormen vaste stoffen waarin watermoleculen in het kristalrooster zijn ingebouwd (kristalwater). Dit wordt aangegeven door een punt gevolgd door het aantal watermoleculen en $H_2O$ (bv. $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$) [13](#page=13).
* **Dehydratatie:** Sommige hydraten kunnen hun kristalwater verliezen (bv. soda). $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O \rightarrow Na_2CO_3 \cdot H_2O + 9H_2O$ [13](#page=13).
* **Hydratatie:** Watervrije zouten kunnen water opnemen uit vochtige lucht om kristalwater te binden (hygroscopische stoffen, bv. calciumchloride als droogmiddel). Sommige zouten lossen zelfs op in dit water. Kobaltchloride ($CoCl_2$) wordt gebruikt als vochtindicator vanwege de kleurverandering bij hydratatie: $CoCl_2$ (blauw) + $6H_2O \rightarrow CoCl_2 \cdot 6H_2O$ (roze) [13](#page=13).
**Zouten in ons dagelijks leven:**
* Natriumchloride (NaCl): keukenzout, conserveermiddel [14](#page=14).
* Natriumfluoride (NaF): in tandpasta [14](#page=14).
* Natriumwaterstofcarbonaat ($NaHCO_3$): baksoda, maagzout [14](#page=14).
* Natrium- en kaliumnitraat: kunstmest [14](#page=14).
* Calciumchloride ($CaCl_2$): droogmiddel, strooizout [14](#page=14).
* Calciumsulfaat ($CaSO_4$): pleisterwerk, gipsverband [14](#page=14).
* Calciumcarbonaat ($CaCO_3$): kalksteen, marmer, schelpen [14](#page=14).
* Calciumfosfaat ($Ca_3(PO_4)_2$): onderdeel van botmatrix [14](#page=14).
* Magnesiumsulfaat ($MgSO_4$): ontstoppingsmiddel [14](#page=14).
* Hard en zacht water: calcium- en magnesiumzouten in hard water veroorzaken kalkaanslag [14](#page=14).
### 2.4 Samenhang tussen de stofklassen
Bij chemische reacties kunnen stoffen uit de ene stofklasse worden omgezet in stoffen van een andere stofklasse [15](#page=15).
**Reeks A (metalen):** Een metaaloxide MO kan worden omgezet in een metaal M, een metaalhydroxide MOH, of een zout MZ [15](#page=15).
**Reeks B (niet-metalen):** Een zuur HZ kan worden omgezet in een zout MZ, een niet-metaaloxide (nM)O, of (bij binaire zuren) een niet-metaal (nM) [15](#page=15).
Tussen de stoffen uit beide reeksen reageren tegenovergestelde stoffen tot een zout (reacties 5, 6, 7) [15](#page=15).
#### 2.4.1 Reacties en omzettingen
* **Verbranding van metalen:** metaal + $O_2 \rightarrow$ metaaloxide [16](#page=16) [1](#page=1).
* Voorbeeld: magnesiumlint verbrandt [16](#page=16).
* **Bereiding van hydroxiden:** metaaloxide + $H_2O \rightarrow$ metaalhydroxide [16](#page=16) [2](#page=2).
* Voorbeeld: het "blussen" van kalk [16](#page=16).
* **Bereiding van niet-metalenoxiden:** niet metaal + $O_2 \rightarrow$ niet metaaloxide [17](#page=17) [3](#page=3).
* Voorbeeld: verbranding van houtskool [17](#page=17).
* **Bereiding van ternaire zuren:** niet metaaloxide + $H_2O \rightarrow$ ternair zuur [17](#page=17) [4](#page=4).
* Voorbeeld: vorming van zure regen [17](#page=17).
* **Bereiding van zouten uit enkelvoudige stoffen:** metaal + niet metaal $\rightarrow$ binair zout [18](#page=18) [5](#page=5).
* Voorbeeld: industriële bereiding van keukenzout [18](#page=18).
* **Bereiding van zouten uit oxiden:** metaaloxide + niet metaaloxide $\rightarrow$ ternair zout [18](#page=18) [6](#page=6).
* Neutralisatiereacties tussen zuren en hydroxiden in oplossing komen vaker voor [18](#page=18).
* **Bereiding van zouten uit een zuur en een hydroxide:** metaalhydroxide + ternair zuur $\rightarrow$ ternair zout [18](#page=18) [7](#page=7).
* Zuren en basen neutraliseren elkaar tot zout en water (besproken in hoofdstuk 5) [18](#page=18).
* **Andere veelvoorkomende omzettingen:**
* Reactie van een metaal met een zuur: metaal + zuur $\rightarrow$ zout + waterstofgas [19](#page=19).
* Voorbeeld: magnesiumlint met waterstofchloride [19](#page=19).
---
# Organische stofklassen en koolwaterstoffen
Dit onderwerp verkent de fundamenten van organische chemie, met een specifieke focus op koolwaterstoffen zoals alkanen, alkenen, alkynen, cyclische en aromatische verbindingen, inclusief hun naamgeving, eigenschappen en toepassingen, en introduceert daarnaast andere belangrijke organische stofklassen [20](#page=20).
### 3.1 De bijzondere aard van het koolstofatoom
Organische chemie is de studie van koolstofverbindingen, gekenmerkt door de aanwezigheid van koolstofketens. Het koolstofatoom bezit unieke eigenschappen die het in staat stellen om een enorm aantal verbindingen te vormen [20](#page=20).
#### 3.1.1 Koolstofs eigenschappen voor binding
1. **Vier valentie-elektronen**: Koolstof heeft 4 valentie-elektronen, die in aangeslagen toestand ongepaard kunnen worden, waardoor het 4 covalente bindingen kan vormen [20](#page=20).
2. **Kleine atoomstraal**: De kleine straal van het koolstofatoom zorgt voor sterke, stabiele bindingen, in tegenstelling tot grotere atomen zoals silicium [21](#page=21).
3. **Hybridisatiemogelijkheden**: Koolstof kan enkelvoudige, dubbele en driedubbele bindingen aangaan met zichzelf en andere elementen door verschillende hybridisaties van zijn orbitalen [21](#page=21).
### 3.2 Naamgeving en eigenschappen van klassieke koolwaterstoffen
Koolwaterstoffen zijn de eenvoudigste organische moleculen, bestaande uit enkel koolstof en waterstof [22](#page=22).
#### 3.2.1 Alkanen
Alkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen (enkelvoudige bindingen) met de algemene brutoformule $C_n H_{2n+2}$ [22](#page=22).
* **Structuur en naamgeving**: De namen zijn gebaseerd op Griekse/Latijnse stammen die het aantal koolstofatomen aangeven (bv. methaan, ethaan). Onvertakte alkanen vormen rechte ketens, terwijl vertakte alkanen zijketens hebben [22](#page=22) [23](#page=23).
* **Naamgeving van vertakte alkanen**:
1. Identificeer en benoem de langste koolstofketen (hoofdketen).
2. Nummer de koolstofatomen van de hoofdketen zodanig dat de eerste zijketen het laagste mogelijke nummer krijgt.
3. Benoem de zijketens als alkylgroepen (bv. methyl-, ethyl-) en geef hun positie met een nummer.
4. Gebruik Griekse telwoorden (di-, tri-) voor meerdere identieke zijketens en scheid posities met komma's.
5. Alfabetiseer verschillende zijketens (negeer telwoorden bij alfabetiseren) en volg de regel van de "lowest set of locants" voor de nummering (#page=23, page=24, page=25) [23](#page=23) [24](#page=24) [25](#page=25).
#### 3.2.2 Alkenen
Alkenen zijn onverzadigde koolwaterstoffen met minstens één dubbele koolstof-koolstofbinding en hebben de brutoformule $C_n H_{2n}$ [26](#page=26).
* **Structuur en naamgeving**: De naamgeving lijkt op die van alkanen, maar met de uitgang "-een" (bv. etheen, propeen) [26](#page=26).
* **Naamgeving van alkenen**:
1. Identificeer de langste keten die de dubbele binding(en) bevat.
2. Nummer de keten zodat de dubbele binding(en) het laagste nummer krijgt/krijgen.
3. De positie van de dubbele binding wordt aangegeven met een cijfer vóór de "-een" uitgang [26](#page=26).
4. Bij meerdere dubbele bindingen worden Griekse telwoorden gebruikt (bv. dieen) [27](#page=27).
5. Vertakkingen worden benoemd zoals bij alkanen, maar de nummering van de hoofdketen wordt bepaald door de positie van de dubbele binding [27](#page=27).
#### 3.2.3 Alkynen
Alkynen zijn onverzadigde koolwaterstoffen met minstens één drievoudige koolstof-koolstofbinding en hebben de brutoformule $C_n H_{2n-2}$ [28](#page=28).
* **Naamgeving**: Vergelijkbaar met alkenen, maar met de uitgang "-yn" (bv. ethyn, propyn) [28](#page=28).
#### 3.2.4 Cyclische koolwaterstoffen
Cycloalkanen zijn verzadigde koolwaterstoffen met een ringstructuur en de brutoformule $C_n H_{2n}$ [29](#page=29).
* **Naamgeving**: De naam wordt gevormd door het voorvoegsel "cyclo-" toe te voegen aan de corresponderende alkaannaam (bv. cyclopropaan, cyclohexaan) [29](#page=29).
#### 3.2.5 Aromatische koolwaterstoffen
Aromatische koolwaterstoffen bevatten één of meer benzeenringen [30](#page=30).
* **Benzeen**: Kenmerkt zich door een ring van 6 koolstofatomen met gedelokaliseerde dubbele bindingen (resonantiestructuur), vaak voorgesteld met een cirkel in de ring [30](#page=30).
* **Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's)**: Bestaan uit aan elkaar geschakelde benzeenringen en worden geassocieerd met carcinogene eigenschappen, ontstaan o.a. bij onvolledige verbranding [30](#page=30).
#### 3.2.6 Eigenschappen van klassieke koolwaterstoffen
* **Smelt- en kooktemperatuur (vluchtigheid)**: Stijgen met de lengte van de koolstofketting. Dubbele bindingen verlagen het kookpunt [31](#page=31).
* **Massadichtheid**: Stijgt met de ketenlengte, maar is altijd lager dan die van water [31](#page=31).
* **Vlampunt en zelfontbrandingstemperatuur**:
* Het vlampunt stijgt met de ketenlengte; kortere ketens zijn ontvlambaarder [32](#page=32).
* De zelfontbrandingstemperatuur daalt met de ketenlengte; langere ketens ontbranden spontaner [32](#page=32).
* **Aggregatietoestand**: Kortere koolwaterstoffen (tot C4) zijn gassen, middellange (C5-C17) zijn vloeistoffen, en langere (vanaf C18) zijn vaste stoffen bij kamertemperatuur [33](#page=33).
* **Oplosbaarheid**: Koolwaterstoffen zijn apolair vanwege het kleine verschil in elektronegativiteit tussen C en H en hun symmetrische structuur. Ze lossen slecht op in water, maar goed in apolaire oplosmiddelen zoals benzine [33](#page=33).
#### 3.2.7 Toepassingen van klassieke koolwaterstoffen
* **Methaan**: Aardgas, brandstof, ontstaat bij biochemische processen (bv. bacteriën, moerassen). Grauwvuurgas is een explosief mengsel met lucht [34](#page=34).
* **Ethaan en methaan**: Gebruikt in de industrie voor de synthese van organische producten [34](#page=34).
* **Aardolie en aardgas**: Belangrijke bronnen van alkanen, gescheiden door fractionering op basis van kookpunt (#page=34, page=35) [34](#page=34) [35](#page=35).
* **Propaan en butaan**: Campinggas, brandstof in sigarettenaanstekers, LPG als motorbrandstof [35](#page=35).
* **Benzine**: Mengsel van koolwaterstoffen, kwaliteit bepaald door vertakkingen (octaangetal) [35](#page=35).
* **Wasbenzine en white spirit**: Oplosmiddelen voor vetten en verdunners voor verven [35](#page=35).
* **Etheen (ethyleen)**: Plantenhormoon dat bloesemvorming en rijping van fruit beïnvloedt. Basisproduct in de plasticindustrie voor polyetheen (#page=35, page=36) [35](#page=35) [36](#page=36).
* **Alkenen en alkynen**: Basisproducten voor kunststoffen via polymerisatie [35](#page=35).
### 3.3 Andere organische stofklassen
#### 3.3.1 Naamgeving op basis van functionele groep
Door waterstofatomen te vervangen door elementen als O, N of halogenen, ontstaan nieuwe stofklassen (zuurstof-, stikstof-, halogeenhoudende koolwaterstoffen) [37](#page=37).
* **Functionele groepen**: Bepalen de eigenschappen en naamgeving van de stofklasse (bv. -OH voor alcoholen, -COOH voor carbonzuren) [37](#page=37).
* **Prioriteitsorde van functionele groepen**: Bij meerdere functionele groepen bepaalt de groep met de hoogste prioriteit de naamgevingsklasse: carbonzuur > ester > amide > aldehyde > keton > alcohol > amine > alkeen > alkaan > ether [38](#page=38).
#### 3.3.2 Eigenschappen van de andere organische stofklassen
* **Kooktemperatuur (vluchtigheid)**:
* Stijgt met de lengte van de koolstofketting [39](#page=39).
* **Alcoholen**: Hoger kookpunt dan overeenkomstige alkanen door waterstofbruggen (-OH groep) [39](#page=39).
* **Ethers**: Kookpunt vergelijkbaar met alkanen, zwakke dipoolkrachten [39](#page=39).
* **Ketonen en aldehyden**: Hoger kookpunt dan alkanen door dipoolkrachten, maar lager dan alcoholen (minder sterke cohesie) [39](#page=39).
* **Carbonzuren**: Nog hoger kookpunt dan alcoholen door sterkere waterstofbruggen (sterk gepolariseerde -OH en dubbel gebonden O). Esters zijn vluchtiger dan carbonzuren [39](#page=39).
* **Oplosbaarheid**:
* Lagere alcoholen, ketonen, aldehyden en carbonzuren zijn goed oplosbaar in water door de polaire groepen (-OH, C=O) [40](#page=40).
* Oplosbaarheid in water daalt met toenemende ketenlengte; deze stoffen zijn oplosbaar in apolaire oplosmiddelen [40](#page=40).
* Ethers en esters zijn meestal slecht oplosbaar in water, maar goed in organische oplosmiddelen [40](#page=40).
#### 3.3.3 Toepassingen van de andere organische stofklassen
* **Alcoholen**:
* **Ethanol**: Alcoholische dranken, biobrandstof, grondstof voor azijn [41](#page=41).
* **Methanol**: Brandspiritus, oplosmiddel, denaturatiemiddel voor ethanol [41](#page=41).
* **Fenol**: Grondstof voor kunststoffen, insecticiden, houtbeschermers [41](#page=41).
* **Glycerol**: Voeding, cosmetica, zeep, explosieven, antivries, grondstof voor polyestervezels [42](#page=42).
* **Koolhydraten**: Polyolen met meerdere -OH groepen [42](#page=42).
* **Carbonzuren**:
* **Methaanzuur (mierenzuur)**: Mierensteken [43](#page=43).
* **Ethaanzuur (azijnzuur)**: Fermentatieproduct, onderdeel van azijn [43](#page=43).
* **Vetzuren**: Langere ketens (>C12), verzadigd (dierlijk) of onverzadigd (plantaardig). Onverzadigde vetzuren kunnen hartinfarct en trombose voorkomen [43](#page=43).
* **Citroenzuur**: Stofwisseling, in citrusvruchten, industrieel uit glucose [44](#page=44).
* **Salicylzuur**: Grondstof voor aspirine (acetylsalicylzuur) [44](#page=44).
* **Melkzuur**: In zure melk, afbraakproduct van glucose bij zware inspanning, voedingsmiddel [44](#page=44).
* **Aspartaam**: Kunstmatige zoetstof [44](#page=44).
* **Aldehyden en ketonen**:
* **Methanal (formaldehyde)**: Conserveringsmiddel (formol) [45](#page=45).
* **Propan-2-on (aceton)**: Oplosmiddel [45](#page=45).
* **Aromaten**: Benzaldehyde (amandel), Vanilline (vanille) [45](#page=45).
* **Ketonen**: Brandstof voor de hersenen, bij vetverbranding; te veel kan ketoacidose veroorzaken [45](#page=45).
* **Ethers**:
* **Ethoxyethaan (di-ethylether)**: Vroeger anestheticum, ontvlambaar. Sommige aromatische ethers in parfums [46](#page=46).
* **Esters**:
* Vaak kleurloze vloeistoffen met aangename fruitgeuren; gebruikt als aroma's (bv. ethylmethanoaat voor rum, pentylpentanoaat voor appel) [46](#page=46).
* **Amines en amides**:
* **Aniline**: Grondstof voor kleurstoffen [47](#page=47).
* **Amfetamine**: Stimulerend effect [47](#page=47).
* **Alkaloïden**: Stikstofhoudende verbindingen uit planten met invloed op het zenuwstelsel (bv. cafeïne, nicotine) [47](#page=47).
* **LSD, mescaline**: Hallucinogene middelen [47](#page=47).
* **Ureum**: Metabolisme van proteïnen, uitscheiding van stikstof [47](#page=47).
---
# Samenhang en reacties tussen stofklassen
Dit gedeelte van het document beschrijft de chemische reacties en de onderlinge verbanden tussen de verschillende anorganische stofklassen, zoals de vorming van zouten en andere verbindingen.
### 4.1 Een samenhang tussen de stofklassen
Bij chemische reacties worden stoffen omgezet in andere stoffen, waarbij een stof uit een bepaalde stofklasse kan overgaan in een stof uit een andere stofklasse. Dit wordt gevisualiseerd in een schema dat de onderlinge verbanden tussen de anorganische stofklassen weergeeft [15](#page=15).
#### 4.1.1 Reeksen van omzettingen
Het schema verdeelt de stofklassen in twee reeksen, reeks A en reeks B [15](#page=15).
* **Reeks A:** Binnen deze reeks kan een stof uit elke stofklasse worden omgezet in een stof uit elke andere stofklasse. Een specifiek voorbeeld is de omzetting van een metaaloxide (MO) naar een metaal (M), een metaalhydroxide (MOH) of een zout (MZ) [15](#page=15).
* **Reeks B:** Ook binnen deze reeks zijn omzettingen tussen alle stofklassen mogelijk. Een zuur (HZ) kan hier worden omgezet in een zout (MZ), een niet-metaaloxide ((nM)O) of, bij binaire zuren, in een niet-metaal (nM) [15](#page=15).
#### 4.1.2 Reacties tussen de reeksen
Tussen de stoffen uit reeks A en reeks B vinden reacties plaats waarbij "tegenoverliggende" stoffen tot een zout reageren. Dit betekent dat zouten (MZ) op veel verschillende manieren gevormd kunnen worden door reacties tussen componenten uit beide reeksen [15](#page=15).
#### 4.1.3 Veelvoorkomende reacties en omzettingen
Er worden diverse specifieke reacties beschreven die illustreren hoe de verschillende stofklassen met elkaar samenhangen [15](#page=15).
##### 4.1.3.1 De verbranding van metalen [1](#page=1).
Metalen reageren met zuurstof om metaaloxiden te vormen [16](#page=16).
Een voorbeeld hiervan is de verbranding van magnesiumlint [16](#page=16).
$$ \text{metaal} + \text{O}_2 \rightarrow \text{metaaloxide} $$
> **Voorbeeld:** Het verbranden van magnesiumlint [16](#page=16).
##### 4.1.3.2 De bereiding van hydroxiden [2](#page=2).
Metaaloxiden reageren met water om metaalhydroxiden te vormen [16](#page=16).
Dit proces wordt ook wel het "blussen" van kalk genoemd [16](#page=16).
$$ \text{metaaloxide} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{metaalhydroxide} $$
> **Voorbeeld:** Het blussen van kalk [16](#page=16).
##### 4.1.3.3 De bereiding van niet-metalenoxiden [3](#page=3).
Niet-metalen reageren met zuurstof om niet-metaaloxiden te vormen [17](#page=17).
$$ \text{niet metaal} + \text{O}_2 \rightarrow \text{niet metaaloxide} $$
> **Voorbeeld:** Het verbranden van houtskool [17](#page=17).
##### 4.1.3.4 De bereiding van ternaire zuren [4](#page=4).
Niet-metaaloxiden reageren met water om ternaire zuren te vormen [17](#page=17).
Een relevant voorbeeld is de vorming van zure regen [17](#page=17).
$$ \text{niet metaaloxide} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{ternair zuur} $$
> **Voorbeeld:** De vorming van zure regen, met chemische omzettingen zoals weergegeven in Figuur 75 [17](#page=17).
##### 4.1.3.5 De bereiding van zouten uit enkelvoudige stoffen [5](#page=5).
Een metaal kan reageren met een niet-metaal om een binair zout te vormen [18](#page=18).
Dit is een methode voor de industriële bereiding van keukenzout [18](#page=18).
$$ \text{metaal} + \text{niet metaal} \rightarrow \text{binair zout} $$
> **Voorbeeld:** De industriële bereiding van keukenzout [18](#page=18).
##### 4.1.3.6 De bereiding van zouten uit oxiden [6](#page=6).
Metaaloxiden kunnen reageren met niet-metaaloxiden om ternaire zouten te vormen [18](#page=18).
Het is belangrijk op te merken dat veel metaaloxiden en niet-metaaloxiden ook met water reageren tot respectievelijk hydroxiden en ternaire zuren. Hierdoor komt de neutralisatiereactie tussen een zuur en een hydroxide in oplossing vaker voor [18](#page=18).
$$ \text{metaaloxide} + \text{niet metaaloxide} \rightarrow \text{ternair zout} $$
> **Voorbeeld:** (Voorbeelden worden niet specifiek gegeven, maar de reactie is gedefinieerd) [18](#page=18).
##### 4.1.3.7 De bereiding van zouten uit een zuur en een hydroxide [7](#page=7).
Metaalhydroxiden reageren met ternaire zuren om ternaire zouten te vormen [18](#page=18).
Dit type reactie, waarbij zuren en basen elkaar neutraliseren en water en een zout vormen, wordt nader besproken in hoofdstuk 5 [18](#page=18).
$$ \text{metaalhydroxide} + \text{ternair zuur} \rightarrow \text{ternair zout} $$
> **Voorbeeld:** (Voorbeelden worden niet specifiek gegeven, maar de reactie is gedefinieerd) [18](#page=18).
##### 4.1.3.8 Andere veel voorkomende omzettingen
Een veelvoorkomende reactie is die tussen een metaal en een zuur, waarbij een zout en waterstofgas ontstaan [19](#page=19).
$$ \text{metaal} + \text{zuur} \rightarrow \text{zout} + \text{waterstofgas} $$
> **Voorbeeld:** De omzetting van magnesiumlint in waterstofchloride, zoals geïllustreerd in Figuur 76 [19](#page=19).
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Moleculen | De uiterst kleine deeltjes waaruit alle stoffen bestaan. Moleculen kunnen van dezelfde of van verschillende soort zijn binnen een stof. |
| Mengsel | Een stof die bestaat uit meer dan één soort moleculen. De fysische eigenschappen van een mengsel zijn afhankelijk van de samenstelling. |
| Zuivere stof | Een stof die slechts één soort moleculen bevat. Zuivere stoffen hebben constante en karakteristieke fysische grootheden zoals smelt- en kookpunt. |
| Enkelvoudige stof | Een zuivere stof waarvan de moleculen zijn opgebouwd uit slechts één atoomsoort. Voorbeelden zijn metalen en niet-metalen. |
| Samengestelde stof | Een zuivere stof waarvan de moleculen zijn opgebouwd uit meer dan één atoomsoort. Deze worden verder onderverdeeld in anorganische en organische stoffen. |
| Anorganische stof | Een samengestelde stof die meestal voortkomt uit de levenloze natuur, opgebouwd is uit elementen uit het PSE en vaak een beperkt aantal atomen in zijn moleculen heeft. |
| Organische stof | Een samengestelde stof die voortkomt uit de levende natuur, steeds koolstof bevat, vaak waterstof, en zeer veel atomen in zijn moleculen kan hebben. |
| Stofklasse | Een groep stoffen met gelijkaardige chemische en vaak ook fysische eigenschappen, verklaard door een analoge chemische structuur of de aanwezigheid van een karakteristieke groep. |
| Karakteristieke groep | Een gemeenschappelijk onderdeel in de moleculen van stoffen binnen dezelfde stofklasse, dat de specifieke eigenschappen van die stoffen bepaalt. |
| IUPAC-naam | De officiële, wereldwijd gestandaardiseerde naamgeving voor chemische verbindingen, ontwikkeld door de International Union of Pure and Applied Chemistry. |
| Triviale naam | De naam die in het dagelijkse leven of in de volksmond wordt gebruikt voor een chemische stof, in tegenstelling tot de wetenschappelijke (systeem)naam. |
| Oxidatiegetal | De lading die een atoom zou krijgen indien de elektronenverschuiving volledig zou zijn; het getal dat aangeeft hoeveel elektronen een atoom meer of minder heeft dan in de ongebonden toestand. |
| Metaal | Een element dat meestal een glanzend oppervlak heeft, goed geleidt en aan de linkerkant van het periodiek systeem staat. |
| Niet-metaal | Een element dat doorgaans geen glans heeft, slecht geleidt en aan de rechterkant van het periodiek systeem staat. |
| Zuur | Een verbinding die, in de context van anorganische chemie, vaak waterstof bevat gebonden aan een zuurrest, en een kenmerkende groep H- heeft. |
| Hydroxide | Een verbinding die is opgebouwd uit een metaal en een hydroxidegroep (-OH). Ze hebben een karakteristieke groep -OH. |
| Zout | Een verbinding die ontstaat uit de reactie van een zuur en een base, of bestaande uit een metaal en een zuurrest. Zouten hebben geen specifieke karakteristieke groep. |
| Oxiden | Binaire verbindingen van een metaal of niet-metaal met zuurstof (O). Ze hebben de karakteristieke groep -O-. |
| Peroxide | Een speciale groep oxiden waarin een enkelvoudige binding tussen twee zuurstofatomen voorkomt, waardoor de zuurstofatomen de oxidatietoestand -I hebben. |
| Binaire zuur | Een zuur dat is opgebouwd uit waterstof en één ander element (een niet-metaal). De brutoformule is HxnM. |
| Ternair zuur | Een zuur dat is opgebouwd uit waterstof, een niet-metaal en zuurstof. De brutoformule is HxnMOy. |
| Zuurrest | Het deel van een zuur dat overblijft na afsplitsing van waterstofionen; het vormt de negatieve ioncomponent in zouten. |
| Poly-atomisch ion | Een ion dat bestaat uit een groep van twee of meer atomen die als een eenheid aan elkaar gebonden zijn en samen een netto lading dragen. |
| Hydraat | Een zout dat watermoleculen in zijn kristalrooster heeft ingebouwd (kristalwater). |
| Koolwaterstof | Een organische verbinding die uitsluitend bestaat uit de elementen koolstof (C) en waterstof (H). |
| Alkaan | Een verzadigde koolwaterstof met uitsluitend enkelvoudige bindingen tussen koolstofatomen. De algemene brutoformule is Cn H2n+2. |
| Alkeen | Een onverzadigde koolwaterstof die ten minste één dubbele koolstof-koolstofbinding bevat. De algemene brutoformule is Cn H2n. |
| Alkyn | Een onverzadigde koolwaterstof die ten minste één drievoudige koolstof-koolstofbinding bevat. De algemene brutoformule is Cn H2n-2. |
| Cycloalkaan | Een verzadigde koolwaterstof die een ringstructuur heeft. De algemene brutoformule is Cn H2n. |
| Aromatische koolwaterstof | Een koolwaterstof die een benzeenring of meerdere benzeenringen bevat in zijn moleculaire structuur. |
| Vlampunt | De laagste temperatuur waarbij een stof genoeg damp afgeeft om tot ontbranding te kunnen komen bij contact met een ontstekingsbron. |
| Zelfontbrandingstemperatuur | De laagste temperatuur waarbij een stof spontaan in ontbranding gaat zonder externe ontstekingsbron. |
| Aggregatietoestand | De fysieke staat van een stof bij een bepaalde temperatuur en druk (vast, vloeibaar, gasvormig). |
| Apolariteit | Een eigenschap van moleculen waarbij er geen significante ladingsscheiding is, wat resulteert in een gelijke verdeling van elektronen. |
| Polymerisatie | Een chemisch proces waarbij kleine moleculen (monomeren) zich herhaaldelijk aan elkaar binden om grote macromoleculen (polymeren) te vormen. |
| Functionele groep | Een specifieke groep atomen binnen een molecuul die kenmerkend is voor een bepaalde stofklasse en de chemische reactiviteit van de stof bepaalt. |
| Carbonzuur | Een organische stofklasse gekenmerkt door de aanwezigheid van een carboxylgroep (-COOH). |
| Alcohol | Een organische stofklasse die een hydroxylgroep (-OH) gebonden aan een alkylgroep bevat. |
| Ether | Een organische verbinding met de structuur R-O-R', waarbij R en R' alkyl- of arylgroepen zijn. |
| Ester | Een organische verbinding gevormd door de reactie van een carbonzuur en een alcohol, met de functionele groep -COO-. |
| Aldehyde | Een organische verbinding die een carbonylgroep (-CHO) bevat gebonden aan een waterstofatoom en een alkyl- of arylgroep. |
| Keton | Een organische verbinding die een carbonylgroep (C=O) bevat, gebonden aan twee alkyl- of arylgroepen. |
| Amine | Een organische verbinding die is afgeleid van ammoniak door vervanging van een of meer waterstofatomen door alkyl- of arylgroepen. |
| Amide | Een organische verbinding met de functionele groep -CONH2, -CONHR, of -CONR2. |
| Vetzuren | Zuren, meestal met een lange koolstofketen, die essentieel zijn voor de vorming van vetten. Ze kunnen verzadigd of onverzadigd zijn. |