Kapitel 2. Atomer, Molekyler och Joner

Kapitel 2 Atomer, Molekyler och Joner

Kapitel 2 Innehåll 2.1 Kemins tidiga historia 2.2 Kemiska lagar 2.3 Daltons atomteori 2.4 Tidiga experiment att karaktärisera atomen 2.5 Den moderna synen på atomstrukturen: en introduktion 2.6 Molekyler och joner 2.7 En introduktion till periodiska systemet 2.8 Namngivning av enkla föreningar Copyright Cengage Learning. All rights reserved 2

Avsnitt 2.1 Kemins tidiga historia Kemi en ung vetenskapsgren? Eld Renässans: Kermamik Antikens idéer på nytt Ädelmetaller Vetenskapliga metoder ca 1900: Modern syn på atomen år 500 0 500 1000 1500 2000 Antikens grekland: De fyra elementen Atomos = odelbar Medeltid: Metallurgi Alkemister 1700 &1800-tal: alla grundämnen Systematisering Copyright Cengage Learning. All rights reserved 3

Avsnitt 2.1 Kemins tidiga historia Johan Gadolin född 5 juni 1760 i Åbo, död 15 augusti 1852 på Sunila säteri i Wirmo socken, kemist, fysiker och professor vid Kungliga Akademien i Åbo 1798-1822. Han upptäckte grundämnet yttrium 1794 och har fått grundämnet gadolinium uppkallat efter sig. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 4

Avsnitt 2.1 Kemins tidiga historia Kemins tidiga historia Grekerna var de första att försöka förklara kemiska förändringar. Alkemin dominerade i 2000 år. Flera grundämnen upptäcktes. Mineralsyror framställdes. Robert Boyle (1627-1691) var den förste kemisten. Utförde kvantitativa experiment. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 5

Avsnitt 2.2 Kemiska lagar Tre viktiga lagar Lagen om massans bevarande (1789 Lavosier) massa kan varken skapas eller förstöras Lagen om definita proportioner (1806 Proust) en given kemisk förening innehåller alltid samma förhållande av de ingående grundämnena Lagen om multipla proportioner (1803 Dalton) om två grundämnen A och B kan bilda fler än en kemisk förening är förhållandet mellan A:s massor som förenas med 1 g av B i de olika föreningarna alltid små hela tal Copyright Cengage Learning. All rights reserved 7

Avsnitt 2.3 Daltons atomteori Daltons atomteori 1808 Grundämnen består av pyttesmå partiklar: atomer. Atomerna i ett och samma grundämne är identiska. Kemiska föreningar uppstår då olika atomslag kombineras. Kemiska reaktioner innebär en omorganisation av atomer, atomerna förändras inte utan sättet hur de är bundna till varandra Copyright Cengage Learning. All rights reserved 9

Avsnitt 2.3 Daltons atomteori Begreppskoll Vilka av de följande koncepten i Daltons atomteori anses fortfarande gälla och vara sanna? I. Grundämnen består av pyttesmå partiklar: atomer. II. Atomerna i ett och samma grundämne är identiska. III. Kemiska föreningar uppstår då olika atomslag kombineras. IV. Atomer är oförstörbara (odelbara). Copyright Cengage Learning. All rights reserved 10

Avsnitt 2.3 Daltons atomteori Gay-Lussac and Avogadro (1809 1811) Gay Lussacs observationer Uppmätte volymer av olika gaser som reagerar med varandra vid ett visst tryck och en viss temperatur. Avogadros hypotes Vid samma tryck och temperatur innehåller lika volymer av olika gaser samma antal partiklar (molekyler). Copyright Cengage Learning. All rights reserved 11

Avsnitt 2.6 Molekyler och joner Kemisk bindning Kovalenta bindningar Uppstår genom att elektroner delas av två atomer. Den resulterande atomsamlingen kallas molekyl. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 14

Avsnitt 2.6 Molekyler och joner Strukturformel för metan Rymdmodell för metan Kulmodell för metan Photo Brooks/Cole, Cengag Learning Company. All rights reserved. Ken O'Donoghue Copyright Cengage Learning. All rights reserved 15

Avsnitt 2.6 Molekyler och joner Kemisk bindning Jonbindning Uppstår genom attraktionen mellan två olika laddade partiklar - joner. Jon en atom eller molekyl som har en positiv eller negativ nettoladdning. Katjon positiv jon; saknar elektron(er). Anjon negativ jon; har extra elektron(er). Copyright Cengage Learning. All rights reserved 17

Avsnitt 2.6 Molekyler och joner Sammansatta joner är laddade molekyler : NH 4+, NO 3 Photo Brooks/Cole, Cengage Learning Company. All rights reserved. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 22

Avsnitt 2.7 En introduktion till det periodiska systemet Periodiska systemet Metaller och icke-metaller Grupper grundämnen i samma kolumn har liknande kemiska egenskaper Perioder grundämnen i samma rad Copyright Cengage Learning. All rights reserved 23

Avsnitt 2.7 En introduktion till det periodiska systemet Orientering i periodiska systemet Grundämnen klassificeras efter: egenskaper (vertikalt) Grupper och stigande atomvikt (horisontalt) Perioder Några viktiga grupper 1A = alkalimetaller 2A = jordalkalimetaller 7A = halogener 8A = ädelgaser Copyright Cengage Learning. All rights reserved 25

Avsnitt 2.7 En introduktion till det periodiska systemet Tre halogener: klorgas, brom och jod Photo Brooks/Cole, Cengage Learning Company. All rights reserved. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 26

Avsnitt 2.7 En introduktion till det periodiska systemet Symbol från ursprungligt namn Svenska Väte Kol Kväve Syre Kisel Järn Koppar Silver Tenn Antimon Guld Kvicksilver Bly Finska Vety Hiili Typpi Happi Pii Rauta Kupari Hopea Tina Antimoni Kulta Elohopea Lyijy Ursprungligt namn Hydrogen Carbon Nitrogen Oxygen Silicon Ferrum Cuprum Argentum Stannum Stibium Aurum Hydrargyrum Plumbum Symbol H C N O Si Fe Cu Ag Sn St Au Hg Pb Copyright Cengage Learning. All rights reserved 27

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Oorganisk kemisk nomenklatur Kemiska föreningar namnges enligt vissa regler (IUPAC) NAMNET SKALL VARA ENKLAST MÖJLIGT samt ENTYDIGT Copyright Cengage Learning. All rights reserved 28

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Systematisk namngivning av ämnen Au guld NaCl natriumklorid H 2 O diväteoxid CaCl 2 kalciumklorid H 2 O 2 väteperoxid MnO 2 mangan(iv)oxid (NH 4 ) 2 SO 4 ammoniumsulfat P 2 O 5 difosforpentaoxid Copyright Cengage Learning. All rights reserved 29

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Binära Jonföreningar (typ I): 1. Katjonen först, f sedan anjonen 2. Monoatomär katjon: grundämnesnamnet Ca 2+ = kalciumjon 3. Monoatomär anjon: rot + -id Cl = klorid idjon 4. Saltet: katjonnamnet + anjonnamnet CaCl 2 = kalciumklorid Copyright Cengage Learning. All rights reserved 30

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Vanliga enatomära katjoner och anjoner Väte Litium Natrium Kalium Cesium Beryllium Magnesium Kalcium Barium Aluminium Silver Hydrid Flourid Klorid Bromid Jodid Oxid Sulfid Nitrid Fosfid Copyright Cengage Learning. All rights reserved 31

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Binära Jonföreningar (typ II): 1. För r metaller som kan bilda mer än n en slags katjon används nds en romersk siffra i namnet ex: PbCl 2 Pb 2+ är r katjonen som är r tvåvärd (2+ II) PbCl 2 = bly(ii)klorid Copyright Cengage Learning. All rights reserved 32

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Några vanliga enatomära kat- och anjonerna Vanliga typ I katjoner Vanliga typ II katjoner Vanliga monoatomära anjoner Copyright Cengage Learning. All rights reserved 33

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Binära föreningar (typ III): 1. Föreningar mellan två ickemetaller 2. Det första f grundämnet i formeln namnges först. f 3. Det andra grundämnet namnges som om det vore en anjon. 4. Använd nd prefix för f r att ange atomförh rhållandet 5. Men använd nd aldrig mono- Ex: P 2 O 5 = difosforpentoxid Copyright Cengage Learning. All rights reserved 34

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Föreningar med sammansatta joner (typ IV): 1. Namnges som binära jonföreningar (typ I) 2. Sammansatt katjon: jonnamnet NH + 4 = ammoniumjon 3. Sammansatt anjon: jonnamnet NO 3 = nitratjonjon 4. Saltet: katjonnamnet + anjonnamnet NH 4 NO 3 = ammoniumnitrat Copyright Cengage Learning. All rights reserved 37

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Vanliga sammansatta katjoner och anjoner Kvicksilver(I) Ammonium Nitrit Nitrat Sulfit Sulfat Vätesulfat Hydroxid Cyanid Fosfat Vätefosfat Divätefosfat Tiocyanat Karbonat Vätekarbonat Hypoklorit Klorit Klorat Perklorat Acetat Permanaganat Dikromat Kromat Peroxid Oxalat Copyright Cengage Learning. All rights reserved 38

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Syror känns igen på vätet som återfinns först i formeln t.ex. HCl. är binära jonföreningar med en eller fler H + joner tillsammans med en anjon. Copyright Cengage Learning. All rights reserved 40

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Syror Om anjonen inte innehåller syre, namnges syran som en binär jonförening: väte+ anjonens namn. Exempel: HCl Väteklorid (saltsyra) HCN Vätecyanid H 2 S Vätesulfid Copyright Cengage Learning. All rights reserved 41

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Syror Om anjonen innehåller syre: Ändelsen syra läggs till grundämnesnamnet om anjonen slutar på at. Exempel: HNO 3 Nitrat Salpetersyra (salpeter kväve) H 2 SO 4 Sulfat Svavelsyra HClO 3 Klorat Klorsyra Copyright Cengage Learning. All rights reserved 43

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Syror Om anjonen innehåller syre: Ändelsen syrlighet ersätter syraändelsen om anjonens namn slutar på it. Exempel: HNO 2 Nitrit Salpetersyrlighet H 2 SO 3 Sulfit Svavelsyrlighet HClO 2 Klorit Klorsyrlighet Copyright Cengage Learning. All rights reserved 44

Avsnitt 2.8 Namnge enkla föreningar Övning Vilken av de följande ämnen är namngivet felaktigt? a) KNO 3 kaliumnitrat b) TiO 2 titan(ii)oxid c) Sn(OH) 4 tenn(iv)hydroxid d) PBr 5 fosforpentabromid e) CaCrO 4 kalciumkromat Copyright Cengage Learning. All rights reserved 47