Atomer, molekyler och joner

Transkript

1 Daltons Atomteori (1808) 1. Grundämnen är sammansa.a av extremt små par4klar kallade atomer. Atomer, molekyler och joner Kapitel 2 2. Alla atomer av e. grundämne är iden4ska, har samma storlek, massa och kemiska egenskaper. Atomerna av e. grundämne skiljer sig från alla andra grundämnens atomer. 3. Föreningar är sammansa.a av atomer av fler än e. grundämne. I alla föreningar så är kvoten av antalet ingående atomer av olika grundämnen all4dt et heltal eller en enkel heltalskvot. 4. En kemisk reak4on innebär endast separa4on, kombina4on eller omarrangering av atomer; den medför inte a. atomer skapas eller förstörs. Daltons atomteori 16 X Lagen om mul4pla propor4oner + 8Y 8 X2Y Lagen om massans bevarande 1

2 Thomsons atom-modell Rutherfords experiment (Nobelpriset i kemi 1908) α - par4kelns has4ghet ~ 1.4 x 107 m/s (~5% av ljusets has4ghet) 1. atomens posi4va laddning är koncentrerad 4ll kärnan 2. protoner (p) har motsa. (+) laddning 4ll elektronen (- ) 3. massan av p är 1840 x massan av e- (1.67 x g) Rutherfords atommodell atomens radie ~ 100 pm = 1 x m kärnans radie ~ 5 x 10-3 pm = 5 x m Om atomen är Globen så motsvarar kärnan en ärta. Massan av p massan av n 1840 x massan av e- 2

3 Atomnummer, masstal och isotoper Isotoper av väte Atomnummer (Z) = antalet protoner i kärnan Masstal (A) = antalet protoner + antalet neutroner = atomnumret (Z) + antalet neutroner Isotoper är atomer av samma grundämne (X) med olika antal neutroner i kärnan Masstal Atomnummer 1 2 A Z X 1 1 (D) 1 (T) U 92 U Grundämnessymbol Ange antalet protoner, neutroner och elektroner i nedanstående: (a) (b) (c) Lösning (a) Atomnumret är 11, så där finns 11 protoner. Masstalet är 20, så antalet neutroner är = 9. Antalet elektroner är samma som antalet protoner, dvs 11. osv (d) kol-14 3

4 Alkaliska jordartsmetaller Alkalimetaller Det moderna periodiska systemet Period Ädelaser alogener Grupp En molekyl är e. aggregat av två eller fler atomer i e. bestämt arrangemang sammanhållet av kemiska kra^er. 2 2 O N 3 C 4 En diatomisk molekyl innehåller endast två atomer: 2, N 2, O 2, Br 2, Cl, CO diatomic elements En polyatomisk molekyl innehåller mer än två atomer: O 3, 2 O, N 3, C 4 En jon är en atom, eller grupp av atomer, som har en ne.oposi4v eller nega4v laddning. katjon jon med posi4v laddning En neutral atom som förlorar en eller flera elektroner blir en katjon. En monatomisk jon innehåller endast en atom: Na +, Cl -, Ca 2+, O 2-, Al 3+, N 3- Na 11 protoner 11 elektroner Na + 11 protoner 10 elektroner anjon jon med nega4v laddning En neutral atom som får en eller flera elektroner blir en anjon. Cl 17 protoner 17 elektroner Cl - 17 protoner 18 elektroner En polyatomisk jon innehåller mer än en atom: O -, CN -, N 4+, NO 3-4

5 Formler och modeller Vanliga jonslag visade i det periodiska systemet En molekylformel visar det exakta antalet atomer av varje grundämne i den minsta enheten av en substans. 2.2 Skriv molekylformeln för metanol, e. organiskt lösningsmedel, u4från modellen nedan: En empirisk formel visar den enklaste heltalskvoten av ingående atomer i en substans. molekylformel 2O C612O6 O3 N 2 4 empirisk formel 2O C2O O N2 5

6 Lösning Där finns fyra - atomer, en C- atom och en O- atom. Alltså är molekylformeln C 4 O. Dock skrivs molekylformeln för metanol nästan all4d C 3 O e^ersom det visar hur atomerna si.er ihop i molekylen. Skriv den empiriska formeln för nedanstående föreningar: (a) acetylen (C 2 2 ), som används vid svetsning (b) glukos (C 6 12 O 6 ), blodsocker, druvsocker (c) dikväveoxid (N 2 O), lustgas Jonföreningar består av kombina4oner av katjoner och anjoner. Formeln är vanligen densamma som för den empiriska formeln. Summan av laddningarna hos katjoner och anjoner måste bli noll. Jonföreningen NaCl De mest reak4va metallerna (gröna) och de mest reak4va ickemetallerna (blå) kombineras 4ll jonföreningar. 23 6

7 Jonföreningars formler x +3 = +6 3 x -2 = -6 Al 2 O 3 Al 3+ O 2-1 x +2 = +2 2 x -1 = -2 Skriv formeln för magnesiumnitrid, innehållande Mg 2+ - och N 3 - joner. CaBr 2 Ca 2+ Br - 2 x +1 = +2 1 x -2 = -2 Na 2 CO 3 Na + CO 2-3 När magnesium förbränns i lu2 bildas både magnesiumoxid och magnesiumnitrid. 2.4 Strategi Vi söker elektrisk neutralitet, dvs den totala laddningen av katjoner och anjoner ska vara noll för en oladdad förening. E^ersom laddningarna på Mg 2+ och N 3 inte är desamma, vet vi a. formeln inte kan vara MgN. 2.4 Lösning För a. erhålla elektrisk neutralitet måste följande samband gälla: (+2)x + ( 3)y = 0 De.a ger vid lösning x/y = 3/2. Med x = 3 och y = 2, skriver vi I stället skriver vi formeln Mg x N y, där x och y ska bestämmas. Kontrollera De nedsänkta siffrorna ska ha reducerats 4ll lägsta möjliga heltal e^ersom jonföreningars formler vanligen skrivs som empirisk formel. 7

8 Kemisk nomenklatur Övergångsmetallers jonföreningar Visa övergångsmetallens laddning med romerska siffror. Jonföreningar O^a en metall + ickemetall För anjonen (ickemetall) addera - id 4ll grundämnesnamnet. BaCl 2 K 2 O Mg(O) 2 KNO 3 bariumklorid kaliumoxid magnesiumhydroxid kaliumnitrat FeCl 2 2 Cl så Fe är +2 järn(ii)klorid FeCl 3 3 Cl så Fe är +3 järn(iii)klorid Cr 2 S 3 3 S så Cr är +3 (6/2) krom(iii)sulfid 8

9 Namnge följande föreningar: Skriv de kemiska formlerna för följande föreningar: (a) Cu(NO 3 ) 2 (a) mercury(i) nitrite (kvicksilver(i)nitrit) (b) K 2 PO 4 (b) cesium sulfide (cesiumsulfid) (c) N 4 ClO 3 (c) calcium phosphate (kalciumfosfat) Molekylföreningar Ickemetaller + ickemetaller eller halvmetaller Trivialnamn vanliga 2 O, N 3, C 4 Grundämnet längst 4ll vänster I en period och närmast bo.en i en grupp placeras först i formeln. Om mer än en förening kan bildas från samma element, använ prefix som visar antalet av varje atom. Sist plaerade grundämnets namn avslutas med - id Molekylföreningar I vätejodid NF 3 kvävetrifluorid SO 2 svaveldioxid N 2 Cl 4 dikvävetetraklorid NO 2 kvävedioxid N 2 O dikvävemonoxid 9

10 Namnge följande molekylföreningar: (a) SiCl 4 (b) P 4 O 10 Skriv de kemiska formlerna för följande molekylföreningar: (a) carbon disulfide (koldisulfid) (b) disilicon hexabromide (dikiselhexabromid) En syra kan definieras som en substabs som genererar vätejoner ( + ) vid upplösning i va.en. Till exempel: Cl- gas och Cl i va.en Ren substans: väteklorid Upplöst i va.en ( 3 O + och Cl ), Klorvätesyra (saltsyra) 10

11 En oxosyra är en syra som innehåller väte, syre och e. annat grundämne. NO 3 nitric acid (salpetersyra) 2 CO 3 carbonic acid (kolsyra) 3 PO 4 phosphoric acid (fosforsyra) Namngivning av oxysyror och oxyanjoner En bas kan definieras som en substans som genererar hydroxidjoner (O - ) vid upplösning i va.en. NaO KO Ba(O) 2 natriumhydroxid kaliumhydroxid bariumhydroxid 11

12 ydrater är föreningar som har ett specifikt antal vattenmolekyler runt sig. BaCl2 22O bariumklorid- dihydrat LiCl 2O li4umklorid- monohydrat MgSO4 72O magnesiumsulfat- heptahydrat Sr(NO3)2 42O stron4umnitrat- tetrahydrat CuSO4 52O CuSO4 Organisk kemi är det kemiområde som handlar om kolföreningar. Funk4onella grupper: C O metanol C N2 metanamin O C C O ävksyra 12

13 ÖvningsuppgiBer, kapitel 2 I första hand: 10, 24, 26, 30, 44 Därutöver: 7, 12, 16, 28, 34, 36, 38, 40, 43, 48, 58, 60, 63-64, 79, 82, 102 I mån av Ad: 1, 74 13