Grundläggande Kemi 1
Det mesta är blandningar Allt det vi ser runt omkring oss består av olika ämnen ex vatten, socker, salt, syre och guld. Det är sällan man träffar på rena ämnen. Det allra mesta är olika sorters blandningar av flera ämnen t ex luft och sten. Vilka ämnen består luften av?
Ämnen har olika egenskaper För att skilja på alla ämnen måste vi tala om hurdana de är dvs vilka egenskaper de har t ex färg, lukt, fast-flytande-gas, hur tungt det är, om det kan gå elektricitet genom det, vilken densitet ämnet har. Kommer du på några fler egenskaper? Hur skulle du beskriva ämnet vatten?
Fast, flytande och gasform Ämnen kan vara i olika faser/former; fast, flytande, gas eller plasma. Nästan alla ämnen kan bete sig på alla sätten om temperaturen är den rätta. fast +? = flytande +? = gas +? = plasma Vilka förkortningar har faserna och vad kallas fasövergångarna?
Atomer Atomer är naturens små byggstenar som alla olika ämnen är uppbyggda av. Vi kan inte se dem, de är ca en tiomiljondels millimeter. Det innebär att 1 mm = 10 miljoner atomer efter varandra. Atomen i sin tur består av mindre delar: protoner, elektroner och neutroner. I en människa finns det ca 5 tusen kvadriljoner atomer: 5 000 000 000 000 000 000 000 000 000 atomer.
Atomens ursprung * Demokritos 2400 år sedan (atomos=odelbar grekiska) Han gjorde endast ett tankeexperiment om atomer och myntade ordet atom. * John Dalton visade runt år 1800 med experiment att atomer faktiskt finns. * Jöns Jakob Berzelius tog fram ett avgörande bevis på atomteorin. Han införde bokstavsförkortningarna som vi än idag använder. Han upptäckte bl a grundämnena Kisel (Si) och selen (Se).
Grundämnen Vissa ämnen består av en enda sorts byggstenar, atomer. De kallas grundämnen. Det finns ca 118 st sådana ämnen och de finns samlade i det periodiska systemet. Klicka här: Några är naturliga och några konstgjort framställda. De flesta grundämnena dvs 3/4 är metaller (rosa). De reflekterar ljus bra sk metallglans, leder elektricitet och värme, de är starka och smidbara. De har många användningsområden. En blandning av metaller kallas legering t ex brons (koppar + tenn). De övriga ämnena är icke-metaller (resten) och de har väldigt olika egenskaper.
Kemister har ett internationellt språk där varje grundämne förkortas med en eller flera bokstäver ur grundämnets namn, ett kemiskt tecken/beteckning (latinskt) t ex O = Oxygen (syre), He = Helium.
Uppgift Grundämnen Tag en ny sida i No-boken eller i Ipaden. Skriv rubrik Grundämnen. Tag reda på vad följande grundämnen har för kemisk beteckning. Skriv upp både grundämnet och den kemiska beteckningen t ex O = Syre Väte, Natrium, Magnesium, Kol, Kalcium, Järn, Koppar, Silver, Guld, Zink, Aluminium, Kväve, Syre, Svavel, Klor, Helium = 16 st Skriv även upp vilken fas grundämnena är naturligt. Extra: Tag reda på några valfria grundämnens kemiska beteckning 9
Molekyler Man hittar nästan aldrig en atom ensam någonstans. De håller nästan alltid ihop i grupper som kallas molekyler dvs atomer i grupp = molekyler. Bindningen mellan atomerna kallas molekylbindning. Ett exempel är vattenmolekylen som är uppbyggd av tre atomer: två väteatomer och en syreatom = H 2 O I en del molekyler är det bara två atomer och i andra kan det finnas flera miljoner atomer i en molekyl.
Grundämnen kan vara molekyler Även om grundämnen bara innehåller ett enda atomslag, består de ändå ofta av molekyler. I syrgas sitter syreatomerna ihop två och två i en syremolekyl = O 2 Grundämnet svavel är ett annat exempel. Där består molekylerna av åtta svavelatomer i en ring. = S 8
Kemisk förening En kemisk förening är ett ämne som är uppbyggt av minst två olika atomslag och som tillsammans bildar ett nytt ämne t ex vatten, koldioxid. Vilka atomslag består koldioxid av? C + O De olika atomslagen kan sättas ihop till molekyler på väldigt många olika sätt. Hittills känner kemisterna till ungefär 20 miljoner olika kemiska föreningar.
13
+ Arbetsblad Ämnenas små byggstenar 14
Repetitionsfrågor Repetera frågorna nedan. Det är valfritt om du vill skriva ner svaren. Nästa No-lektion kommer Madelene att förhöra er på frågorna i helklass. Vilka egenskaper kan du beskriva olika ämnen med? Vilka fyra faser (aggregationstillstånd) kan ett ämne vara i? Vad är det som bestämmer vilken fas ett ämne är i? Vilka ord beskriver vad som händer när ett ämne byter fas? Förklara vad som händer med molekylerna när is värms från -10 º C till 100 º C. Vad är en atom? Vad kännetecknar ett grundämne? Vad heter den tabellen som grundämnena samlas i? Grundämnena kan delas in i två huvudgrupper. Vilka? Vilka kemiska beteckningar har Väte, Natrium, Magnesium, Kol, Kalcium, Järn, Koppar, Silver, Guld, Zink, Aluminium, Kväve, Syre, Svavel, Klor, Helium? Hur många grundämnen finns det ungefär idag? Vad är en legering? Ge exempel. Vad är en molekyl? Vad är en blandning resp kemisk förening? Nämn ett ämne som är en blandning resp. kemisk förening.
Kemins språk Vi använder kemiska beteckningar när vi namnger ett grundämne t ex H (=väte). Det gör man även när man talar om vilka atomer som finns i en molekyl. En sådan beskrivning kallas molekylformel. I vätgas sitter atomerna ihop två och två i en molekyl. Tecknet för en väteatom är H och för att visa att det är 2 atomer som sitter ihop skriver man det H 2. 3 stycken vätemolekyler skriver man 3 H 2 (3 par skor). För den kemiska föreningen vatten skriver man molekylformeln H 2 O.
Kemisk reaktion Ämnen kan slås ihop och bilda nya ämnen som kan ha helt andra egenskaper än ursprungsämnena. När atomer reagerar med varandra och bildar nya ämnen kallas det för en kemisk reaktion. Dessa gör att ämnen förvandlas till nya ämnen, men det försvinner aldrig några atomer i processen. C + O2 CO2 2 H2 + O2 2 H2O 17
Uppgift Grundämnen Fundera på vilket av de 36 första grundämnena som du skulle vilja lära dig mer om (se periodiska systemet) Leta fakta dvs olika källor och förbered dig inför nästa lektion. Nästa lektion får du tid att jobba med ditt grundämne.
Atomens minsta delar En atom består av ännu mindre delar; elektroner som cirklar runt en kärna av protoner och neutroner. Elektronerna är negativt laddade, protonerna positivt laddade och neutronerna oladdade. Atomer är alltid oladdade dvs antalet protoner och elektroner alltid lika stort. En atom som innehåller tio protoner innehåller alltså också tio elektroner. Antalet neutroner kan variera lite mer men är ungefär lika stort som antalet protoner. 19
Vad menas med atomnummer och masstal? atomnummer anger antalet protoner i ett grundämnes atomkärna (= antalet elektroner) och därmed dess plats i det periodiska systemet. masstal (atommassa, atomvikt) är summan av antalet protoner och neutroner i atomens kärna. Enheten för för atommassa mäts i u, unit. 20
Vilket atomnummer och masstal har följande ämne? Uppgift: Vilket atomnummer och masstal har ditt grundämne? Hur många neutroner, protoner och elektroner finns det i ditt grundämne? Skriv ner! Välj 21 ut minst tre valfria grundämnen och gör samma sak.
Elektronskal Elektronerna rör sig i olika banor runt atomkärnan. Banorna kallas för elektronskal. I en atom finns det oftast flera skal utanpå varandra. Det innersta skalet kallas K-skalet sedan fortsätter man i alfabetisk ordning med L-skalet, M-skalet osv. Det yttersta skalets elektroner kallas valenselektroner. Alla skal har plats för mer än en elektron. I det innersta skalet (K) ryms det bara två elektroner, men i de övriga skalen (L,M,N) finns det plats för 22 fler (se periodiska systemet)
Perioder och grupper De lodräta kolumnerna i systemet kallas grupper. Alla atomslag i samma grupp har (finns några undantag) lika många valenselektroner och därmed liknande egenskaper. Grupp 1 kallas alkalimetaller och har 1 valenselektron. De vågräta raderna i systemet kallas perioder. Atomslag i samma period har lika många elektronskal. Ämnen i period 3 har 3 elektronskal. 23
Periodiska systemet Dimitrij Mendelejev upptäckte det periodiska systemet år 1869. Det periodiska systemet är en tabell över alla grundämnen och atomslag Varje atomslag har ett nummer, atomnummer. Det talar om hur många protoner atomslaget har. I periodiska systemet står atomslagen ordnade efter stigande atomnummer. 24
Vad kan man bl a utläsa från det periodiska systemet? Kemiskt tecken Icke-metall/metall Aggregationsform (fas) Massvikt (atommassa, atomvikt) Atomnummer (antalet protoner) Antal elektroner och neutroner Period Grupp Valensskal (antal elektronskal) 25
lektionsuppgift: Välj ut två valfria grundämnen och jämför dem med hjälp av det du kan hitta i det periodiska systemet. Sammanställ det på valfritt sätt - löpande text eller tabell. 26
Densitet Densitet, täthet, beskriver hur sammanpackat ett ämne är dvs hur stor massa (vikt) en viss volym av ett ämne har. Ju tätare atomerna är packade, desto större densitet. Densitet förkortas med den grekiska bokstaven rå.. Formel för densitet: massa (kg) Volym(dm 3 ) Densitet mäts i enheten kg/dm 3 eller g/cm 3
28