Rene de Gelder (RUN)

In deze cursus wordt een eerste inzicht gegeven in de manier waarop chemische bindingen in moleculen kunnen worden beschreven. Allereerst wordt ingegaan op de vraag wat de kwantummechanica ons (in kwalitatieve zin) leert over de elektronenstructuur van de elementen en hoe je hiermee kunt verklaren waarom het periodiek systeem periodiek is en waarom de elementen hun specifieke eigenschappen bezitten. Daarna wordt de kennis over het atoom aangewend om de bindingen tussen atomen te begrijpen en te voorspellen. Verschillende praktische modellen voor het verklaren en voorspellen van moleculaire bindingen en moleculaire structuur zullen worden behandeld. Ook wordt er ingegaan op moleculaire symmetrie en op interacties die tussen moleculen kunnen bestaan. De bijeenkomsten zullen bestaan uit hoorcolleges, het gezamenlijk maken van opgaven en het oefenen met computermodules. Zelfstudie is een belangrijk onderdeel van deze cursus.

Na het volgen van deze cursus ben je in staat om:

1. Te rekenen met de golflengte, het golfgetal, de frequentie en de energie van fotonen en deeltjes.
2. Een atomair spectrum te analyseren met behulp van de Rydberg formule.
3. Uit te leggen wat het Bohr-model inhoudt en waarom het destijds is opgesteld.
4. Aan te geven waarom kwantisering van energie optreedt en wat de onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg inhoudt.
5. Uit te leggen wat golffuncties zijn en hoe deze geïnterpreteerd moeten worden.
6. Het verband aan te geven tussen de kwantumgetallen en de vorm en ligging van de atomaire orbitalen.
7. De relatieve ligging van de energie-niveaus van atomaire orbitalen te koppelen aan effectieve kernlading en afscherming.
8. De elektronenconfiguratie te bepalen van de grondtoestand van atomen en ionen, gebruik makend het Aufbau principe.
9. Trends in het Periodiek Systeem (ionisatie-energie, elektronenaffiniteit en elektronegativiteit ) te verklaren a.d.h.v. de elektronenconfiguratie van atomen.
10. Lewis-structuurformules op te stellen van moleculen en ionen.
11. De VSEPR-methode toe te passen voor bepaling van de geometrie van moleculen.
12. Het verschil uit te leggen tussen Valence Bond en Moleculaire Orbitalen (MO) theorie.
13. Een MO-schema op te stellen voor moleculen en ionen en kan hierin bonding, nonbonding en antibonding orbitalen aangeven alsmede HOMO en LUMO.
14. Hybridisatie toe te passen (sp, sp2 of sp3) gegeven de Lewisstructuur van moleculen.
15. De bondorder van een molecuul te bepalen en dit te relateren aan bindingssterkte.
16. Het π-systeem van moleculen te beschrijven met SALC’s (Symmetry Adapted Linear Combinations).
17. Para- en diamagnetisme te koppelen aan elektronenconfiguraties van atomen en moleculen.
18. Met behulp van het kristalveldmodel kleuren en magnetische eigenschappen van overgangsmetaalcomplexen te verklaren.
19. De kristalveldopsplitsing en elektronenconfiguratie te bepalen van overgangsmetalen in octaëdrische, tetraëdrische of vlak-vierkante complexen.
20. De verschillende intermoleculaire krachten te benoemen en te verklaren.

1. Weller, Rourke, Armstrong, Lancaster, Overton: Inorganic Chemistry, Eighth Edition, Oxford University Press, 2025, ISBN 9780198866916.
2. Studiehandleiding “Atoom- en Molecuulbouw”, R. de Gelder.

Schriftelijk tentamen.