Materien Vad är materia? Allt som går att ta på och väger någonting är materia. Detta gäller även gaser som t.ex. luft. Om du sticker ut handen genom bilrutan känner du tydligt att det finns något där ute. Luft väger också lite grann även om man till vardags inte tänker på det. Om det inte finns någon materia så är det tomt dvs vakum. Materia kan normalt uppträda i tre olika former fast, flytande och gas. Vilken av dessa tre former ett visst ämne uppträder i beror på tryck och temperatur. Atomer All materia är uppbyggd av atomer. Atomerna är otroligt små. Vi kan föreställa oss atomerna som små kulor av varierande utseende och med olika egenskaper. Det finns lite mer än 100 st olika sorters atomer. De flesta är mycket ovanliga. Atomerna är oförstörbara så de kommer alltid att finnas kvar oavsett vad man gör med dem (om man bortser ifrån kärnkraft och kärnvapen). De går inte att elda upp eller förstöra på något annat sätt. Grundämnen Eftersom de 100 olika sorternas atomer är grundstenarna för all materia så kallas de grundämnen. De ämnen de bygger upp kallas också för grundämnen. En bit guld kallas alltså för grundämnet guld men även de atomer som det är uppbyggt av kallas det. En guldatom En bit av grundämnet guld Några andra exempel på grundämnen är kol, svavel, syre, silver, järn. Molekyler Atomerna sitter ofta ihop med varandra. Hur de kan växa ihop med varandra beror på vilka egenskaper de olika atomerna har. Grundämnet syre vill helst slå sig ihop två och två och svavel bildar klumpar om åtta atomer. Sådana klumpar av sammansatta atomer kallar man för molekyler. En syreatom En syremolekyl som består av två syreatomer
Kemiska beteckningar För att det ska vara lättare att beskriva ämnena så har man gett dem förkortningar. Dessa förkortningar kallar man också för kemiska beteckningar. De kemiska beteckningar har ofta sitt ursprung i de latinska namnen på ämnena. De kan därför verka lite underliga. Väte har beteckningen H vilket står för hydrogen. Eftersom många ämnen börjar på samma bokstav så har många av dem en beteckning bestående av två bokstäver. Det är t.ex. många ämnen som börjar på C. För att skilja dessa så har en del av dem fått en extra bokstav: C, Ca, Cu, Cs. Det är mycket viktigt att den andra bokstaven är liten annars kan det bli fel. Beteckningen för koppar är Cu. Skulle man skriva ett stort U så skulle det stå CU vilket betyder att det är ett ämne hopsatt av kol C och uran U. Det här är några vanliga ämnena: H väte He helium Li litium C kol N kväve O syre F fluor Na natrium Mg magnesium Al aluminium P fosfor S svavel Cl klor K kalium Ca kalcium Fe järn Cu koppar Ag silver Au guld Zn zink Pb bly
I kapitlet molekyler läste du om att flera atomer slår sig samman. Om man vill beskriva det i de kemiska beteckningarna så sätter man en liten siffra snett nedanför och efter beteckningen. Det här är en syreatom - O Syreatomerna föredrar att sitta ihop två och två. För att tala om att två sitter ihop så skriver man O 2 Kemiska rektioner De flesta grundämnena hittar man sällan i ren form i naturen. Grundämnet guld kan man ju hitta som klumpar och syre finns i luften men oftast så hittar man inte något rent grundämne. Det beror på att atomerna gärna vill slå sig samman med andra sorters atomer och bilda kemiska föreningar. Det sker inte hur som helst eller av en slump. Varje grundämne har sina speciella egenskaper som avgör med vilka andra grundämnen de vill slå sig samman med och på vilket sätt de ska sitta ihop. Kemikunskaper handlar till stor del om de regler som styr hur atomerna slår sig samman. Ett exempel: Syreatomer vill väldigt, väldigt gärna slå sig ihop med andra atomer. Det är vad som händer när något brinner. Tänder du eld på en tändsticka så slår sig syreatomerna sig samman med kolatomerna i tändstickan och det bildas koldioxid. Kolatomer slår sig ihop med syretaomerna och bildar det nya ämnet koldioxid. Eftersom koldioxiden består av flera olika atomer så är det en kemisk förening. Men det är inte alltid som atomerna slår sig samman i en kemisk reaktion. Det kan också vara att en molekyl spricker isär eller att någon atom hoppar från en molekyl till en annan. När det sker en sådan förändring så bildas det alltid nya ämnen som kan vara helt olika de man hade från början. En sådan händelse kallas för kemisk reaktion. Kemisk förening flera olika atomer som sitter ihop Kemisk reaktion när nya ämnen bildas
Man beskriver ofta kemiska reaktioner på det här sättet: Kol + syre koldioxid På vänstra sidan har man de ämnen som fanns från början och på höger sida de ämnen som bildades. Man kan också beskriva det med hjälp av de kemiska beteckningarna: C + O 2 CO 2 Lägg märke till den lilla tvåan. Eftersom den står efter O så betyder den att det finns två syreatomer i koldioxidmolekylen. Några viktiga kemiska föreningar: H 2 O vatten NaCl natriumklorid (vanligt salt) CO 2 koldioxid HCl saltsysra Luft Luft är inget grundämne och det är ingen kemisk förening. Det är en blandning av olika gaser. Kemisk förening är ju när flera olika atomer sitter ihop och det är ju inte fallet med luft. Den vanligaste gasen i luften är kväve - N 2, som utgör ca 78% av luften. Kvävet reagerar inte så gärna med andra ämnen så vi märker knappt av det. Syrgasen O 2, som utgör 21% av luften, märker vi av desto mer. Utan den skulle vi kvävas. Syre reagerar mycket gärna med andra ämnen. När något brinner så beror det på att det startat en kemisk reaktion där syret slår sig samman med atomerna i det brinnande ämnet. Anledningen till att vi andas syre är att vi utnyttjar den här villigheten att reagera för att få ut energi. Förbränningen går då mycket långsammare än vid en vanlig eld. De återstående procenten av luften består av koldioxid och några gaser som kallas ädelgaser. Ädelgaser, koldioxid kväve syre Både kväveatomerna och syreatomerna sitter ihop i par. Beteckningen för dem får alltså en liten tvåa i nederkanten - O 2 och N 2
Vatten Vatten är en kemisk förening som består av väte och syre. Både väte och syre är ju gaser men när deras atomer bildar en kemisk förening så bildas alltså vatten. Vatten är helt olikt de gaser det är gjort av. Den kemiska beteckningen på vatten är H 2 O. Att tvåan sitter efter H betyder att det är två väteatomer i molekylen. En vattenmolekyl ser ut som en Musse Pigg. På syreatomen sitter det två öron av väte. Vatten är ett av de absolut viktigaste ämnen som finns. Orsaken till det är att det har en oerhört bra förmåga att lösa upp andra ämnen. När man säger lösa upp menar man att ämnena bryts upp i sina beståndsdelar och som sedan kommer att simmar omkring i vattnet. Det gör att ämnen kommer att kunna stöta ihop med varandra i vattenlösningen och reagera med varandra. Absolut rent vatten, det vill säga enbart vattenmolekyler, är därför mycket ovanligt. Att vattnet är bra på att lösa upp ämnen gör också att det är bra på transporter. I vår kropp transporteras näring, avfall, hormoner, mediciner mm med hjälp av vattnet i oss. Vår termometerskala är gjord med utgångspunkt från vattnets smält och kokpunkt. När is smälter har man satt nollpunkten och när vattnet kokar så har man satt 100. Vattnet har en annan mycket lustig egenskap som är av oerhört stor betydelse för livet på jorden. Normalt så blir ämnen tyngre ju kallare de blir. Men vatten är som tyngst när det är +4 C sen blir det lättare igen. Det gör att is inte sjunker till botten utan lägger sig på ytan. Skulle det inte ha varit på det sättet så skulle alla hav och sjöar ha fullt med is på bottnarna som aldrig kom upp till ytan och smälte. Atom små kulor som bygger upp all materia. Ungefär som en sorts legoklossar Grundämne Atomer av ett visst slag. Det finns lite drygt 100 olika grundämnen Molekyl Flera atomer som sitter ihop. Är atomerna lika så är det ett grundämne och är de olika så är det en kemisk förening Kemisk förening olika grundämnen som sitter ihop Kemisk reaktion atomerna slår sig samman, spricker isär eller byter plats och det bildas nya ämnen Blandning Flera olika atomer eller molekyler ingår i blandningen men de sitter inte ihop med varandra. T.ex. luft
Frågor 1) Vad består all materia av? 2) Hur många grundämnen finns det? 3) Vad är det för skillnad mellan en kemisk förening och ett grundämne? 4) Nedan så har du några olika figurer. Vilka är grundämnen och vilka är kemiska föreningar. Sätt ut G för grundämnen och KF för kemiska föreningar. 5) Hur många atomer innehåller dessa molekyler? NH 3 H 2 O HCl CuSO 4. 6) Om de små atomer i den här figuren är syreatomer och den stora är en kolatom. Vad skulle den kemiska beteckningen bli då?
7) Är luft en kemisk förening? Förklara. 8) Vad består luft av? 9) Vilket ämne är allt inblandat i den kemiska reaktionen när något brinner? 10) Skriv klart reaktionsformlerna:.. + O 2 PbO 2 Fe +.. FeS... + Cl HCl Cu + Cl 2 11) Skriv en reaktionsformel som beskriver den kemiska reaktionen när väte reagerar med syre och bildar vatten (med ord eller med kemiska beteckningar). 12) Rita en vattenmolekyl.
13) Vilken kemisk beteckning har vatten?