Practicum: Lewisstructuren van moleculen en ionen – oktetregel – Scheikunde Klas 3 VWO

In dit practicum voor klas 3 vwo bouw je moleculen en ionen na en tel je bindende en vrije elektronenparen. Je ziet hoe een lading ontstaat en hoe de oktetregel werkt.

Leerdoel

Na dit practicum kun je van een molecuul of ion de Lewisstructuur tekenen, het aantal valentie-elektronen bepalen en uitleggen hoe een lading ontstaat bij NH₄⁺, H₃O⁺ en OH^-.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: VWO klas 3 | Vak: Scheikunde | Domein: B1 Deeltjesmodellen | Lewisstructuur, oktetregel, bindend elektronenpaar, vrij elektronenpaar, valentie-elektron, ion, lading

Benodigdheden

• Toytomics Basic Set Magnetic (valentie-elektronenmodel), één set per groepje van 2 of 3 leerlingen
• Papier en potlood
• Periodiek systeem (Binas)

Achtergrondinformatie

In een Lewisstructuur teken je alle valentie-elektronen: bindende elektronenparen tussen atomen en vrije elektronenparen op één atoom. Atomen streven naar een oktet (acht elektronen), waterstof naar een duet.

Het aantal valentie-elektronen van een deeltje is de som van de valentie-elektronen van de atomen, plus één per negatieve lading en min één per positieve lading.

In het model is een pluslading een oranje uitholling in de atoomkogel. Een minlading is een zwarte pin aan een los elektron.

Werkwijze

Deel A – Moleculen

1. Bouw H₂O, NH₃, CO₂ en N₂.
2. Tel bij elk deeltje de bindende en de vrije elektronenparen. Controleer of elk atoom een oktet (of duet) heeft.

Deel B – Ionen

1. Bouw NH₄⁺ door een H⁺-ion op het vrije elektronenpaar van NH₃ te steken.
2. Bouw H₃O⁺ door een H⁺-ion op een vrij elektronenpaar van H₂O te steken.
3. Bouw OH^-: een zuurstofatoom met één waterstofatoom en een los elektron met zwarte pin.
4. Tel ook bij de ionen de elektronenparen en noteer de lading.

Deel C – Invullen

1. Vul de tabel in. Bereken bij elk deeltje ook het aantal valentie-elektronen met de regel uit de achtergrondinformatie en vergelijk met je telling.

Telling

Verwerkingsvragen

1. Welke eigenschap van NH₃ en H₂O maakt het mogelijk dat ze een H⁺-ion opnemen?
2. Hoeveel valentie-elektronen heeft NH₄⁺? Laat zien hoe de lading volgt uit je telling.
3. Hoeveel bindende paren zitten er tussen de atomen in CO₂ en in N₂? Welke soort binding is dat?
4. Voldoet elk atoom in je modellen aan de oktetregel (waterstof aan de duetregel)?

Uitwerking

Tabel: H₂O 2 bindende en 2 vrije paren (8 valentie-elektronen, lading 0); NH₃ 3 en 1 (8, 0); NH₄⁺ 4 en 0 (8, 1+); H₃O⁺ 3 en 1 (8, 1+); OH^- 1 en 3 (8, 1−); CO₂ 4 en 4 (16, 0); N₂ 3 en 2 (10, 0).

V1: Beide hebben een vrij elektronenpaar, dat een H⁺-ion kan binden.

V2: 8 valentie-elektronen: 5 (N) + 4 × 1 (H) − 1 (lading 1+). Het N-atoom deelt vier bindende paren en er is één elektron te weinig ten opzichte van het aantal protonen, dus is de lading 1+.

V3: CO₂ heeft 4 bindende paren, verdeeld over twee dubbele bindingen (O=C=O). N₂ heeft 3 bindende paren: een drievoudige binding.

V4: Ja. Elk atoom heeft acht elektronen om zich heen (bindende paren tellen mee voor beide atomen), waterstof heeft er twee.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert de Toytomics Basic Set Magnetic voor het tekenen en bouwen van Lewisstructuren in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Welk type molecuulmodel past bij uw les? Lees het artikel Molecuulmodellen in de scheikundeles.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.