Waarom schrijven we bij een ion F-, maar bij het element F2? Waar gaat die 2 naartoe?

Antwoord

Beste Jehuda,

Vanuit een chemisch standpunt draait de hele vraag welke structuren gevormd kunnen worden eigenlijk rond de vraag: 'welke elektronenconfiguratie heeft dat atoom?'. Deze laatste is in feite hoeveel elektronen aanwezig zijn en in welke orbitalen ze aanwezig zijn.

Ik vermoed dat je in lessen chemie of wetenschappen wel eens gehoord hebt dat de elektronen van een atoom zich bevinden in verschillende elektronenschillen. Die elektronenschillen hebben allemaal een naam. Zo heb je bijvoorbeeld de K-schil, de L-schil, de M-schil... 

Ieder van die schillen is weer eens verder verdeeld in orbitalen. Voor de K-schil is dat simpel, het heeft slechts 1 orbitaal. Deze wordt de s-orbitaal of 1s genoemd. De L-schil heeft daarentegen twee type orbitalen, namelijk de de s-orbitaal (2s) en p-orbitaal (ook wel 2p genoemd). De cijfertjes verwijzen dus naar de schil. Eén staat dus voor de K-schil, twee voor de L-schil, 3 voor de M-schil... 

Ieder van die orbitalen kan een maximum aantal elektronen bevatten. Zo bevat de s-orbitaal maximum 2 elektronen en de p-orbitaal maximum 6 elektronen. 

In het atoom van een bepaalde soort is de totale lading van de elektronen gelijk aan de kernlading. Voor F is die kernlading +9, dus zijn er ook 9 elektronen ieder met één negatieve lading. Je kan dan de elektronenconfiguratie van F schrijven als 1s2, 2s2, 2p5. Zoals ik al zei kan de p-orbitaal maximum 6 elektronen bevatten, maar hier staat '2p5' dus bevat het maar 5 elektronen. Blijkbaar is er in de 2p-orbitaal dus nog plaats voor één elektron. 

Je moet dan weten dat een buitenste schil die 8 elektronen bevat uiterst stabiel is (de zogenaamde octet regel). Dit heeft tot gevolg dat atomen ernaar streven om zo 8 elektronen te hebben in hun buitenste schil. Fluor (F) heeft er dus één te kort! Dat kan aangevuld worden op twee manieren: ten eerste door een elektron te vangen en dan heeft hij er 8 in de buitenste schil. Nu met de twee elektronen in de K-schil is het totaal aantal elektronen gelijk aan 10 en met een kernlading van +9 is het deeltje wat je nu krijgt een F-atoom met 10 elektronen dus een lading van -1, vandaar het ion F^-.

Ten tweede kan dat gerealiseerd worden doordat twee F atomen met elkaar dat 9de elektron delen en dus dat ze samen ieder 8 elektronen hebben in hun buitenste schil. Dat noemt men een chemische (covalente) binding aangaan. Zo krijg je twee F-atomen die stevig aan elkaar gebonden zijn en zo één deeltje vormen bestaande uit twee F-atomen, vandaar F₂ . Dit is dan een molecule (samengesteld deeltje bestaande uit atomen) dat alleen F-atomen bevat en dat kan geïsoleerd worden. Dan zegt men dat dit de elementaire vorm is van F, dus dit is dan het element F. Dat is omdat individuele atomen F veel te reactief zijn en dus zo natuurlijk niet voorkomen. Dus dat kan dan wel in paren van F atomen vandaar opnieuw F₂ :-)

Ik hoop dat dit iets verduidelijkt, het geeft wel aan waar het allemaal vandaan komt.

Vriendelijke groeten