KOKA01 Läsanvisningar till läroboken, 6. upplagan, 2013 Kapitel F A-C, E F kursivt (från fysik och gymnasium förväntas ni kunna: SI-enheter, energi, atomteori, molbegreppet, formelräkningar, omsättningar) D (ej D5) läs även svensk version här H se även föreläsning I, J läses inför kap. 11 o 12 L3 viktigt inför laborationen Mohrs salt Nomenklatur För att kunna diskutera kemiska fenomen är det nödvändigt att kunna namnge grundämne och föreningar av olika slag som t.ex. salter och molekyler med kemiska tecken och formler dels med namn. Ett kemiskt tecken är en förkortning av grundämnets namn. En formel anger i detta sammanhang sammansättning av ett ämne. Ni skall kunna de formler och namn som finns i namnlistan. Ex. Antalet atomer eller atomgrupper anges i formler med sifferindex. Formeln H 2 O anger att vatten består av två väteatomer och en syreatom. Detta är en molekylformel. Ex. Fe 2 O 3 anger att det finns en förening mellan järn och syre med proportionerna Fe:O=2:3. Detta är en jonförening. Ex. Natriumklorat har formeln NaClO 4, och består av natrium, klor och syre i proportionerna 1:1:4, och det är en jonförening som består av natriumjoner och perkloratjoner. Ex. Antalet molekyler kristallvatten eller dylikt anges med siffror före dessas formel. CaSO 4. 2H 2 O I namn kan sammansättningar anges på olika sätt: Genom att ange prefix: mono, di, tri, tetra, etc eller för sammansatta uttryck bis, tris, etc. Ex. S 8 oktasvavel O 2 disyre CaSO. 4 H 2 O kalciumsulfatmonohydrat Genom att ange oxidationstal Ex. FeCl 2 järn(ii)klorid Genom att ange jonladdning Ex. FeCl 2 järn(2+)klorid
Binära föreningar. I en formel sätts den elektropositiva beståndsdelen (katjonen) först. För att undvika osäkerhet om ordningen närdet gäller föreningar av två icke-metaller sätts den beståndsdel först, som kommer först i uppräkningen Si, C, P, N, H, I, Br, Cl, O, F I ett namn anges den första beståndsdelen med grundämnets svenska namn den andra benämns med stammen (ev. latinsk) och ändelsen id. Föreningens sammansättning anges antingen med numeriska prefix eller med hjälp av oxidationstal, som anges inom parentes. Ex. NaCl natriumklorid CO 2 koldioxid PH 3 fosfortrihydrid H 2 S divätesulfid För vissa vanliga föreningar föredras trivialnamn Ex. H 2 O kallas vatten istället för diväteoxid. NH 3 kallas ammoniak istället för kvävetrihydrid. Salter (fasta föreningar). För såväl formel som namn gäller att katjonerna sätts först i bokstavsordning, därefter anjonerna i bokstavsordning och sist kristallvatten och andra solvatmolekyler. Undantag: H +, vätejon, sätts sist bland katjonerna. Syror. I formler sätts vätena först och därefter anjonerna. Syrorna ges namn som binära föreninagr eller komplex (se nedan). Flertalet har dock trivialnamn (se namnlistan) Komplex (koordinationsföreningar, sammansatta föreningar). Centralatomen M koordinerar (ordnar) liganderna X, som kan vara enkla atomer eller atomgrupper. I formler sätts centralatomen först och därefter liganderna i alfabetisk ordning. Ofta används hakeparenteser för att markera att en förening betraktas som ett komplex. Ex. [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ [SO 4 ] 2- I namn sätts liganderna först i alfabetisk ordning. Anjoniska ligander får ändelsen o eller förkortas enligt: F - fluoro O 2- oxo Cl - kloro HO - hydroxo Neutrala eller kajoniska liganders namn används utan ändring. NH 3 kallas ammin och H 2 O akva. Efter liganderna följer centralatomen. I negativa
komplex används stammen (ev. Latinsk) och ändelsen at. Centralatomens oxidationstal kan läggas till inom parentes. Ex. [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ hexaakvajärn(iii)jon [SO 4 ] 2- tetraoxosulfat(vi)jon (trivialnamn sulfatjon) [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ] diammindikloroplatina(ii) Kapitel 1 1.1-1.7 kursivt. Kapitel 2 Viktiga begrepp: Kvanttal, n, l, m l, m s, kvanttalens inbördes samband; vilken information bär de? Atomorbitaler, deras form och utbredning, penetrering och skärmning Flerelektronsystem, aufbau-principen, Hunds regel och Pauliprincipen, degenererade orbitaler, energinivåer i flerelektronsystem (1s<2s<2p< etc för användning av aufbauprincipen), valenselektroner och skalelektroner, atomradier och jonradier, joniseringsenergi och elektronaffinitet. Trender i periodiska systemet. Kapitel 3 Viktiga begrepp: Jonbindning och kovalent bindning, oktettregeln, Lewisstrukturer, resonans, formell laddning, elektronegativitet, bindningsstyrka, bindningslängd Kapitel 4 4.11-4.12 utgår Viktiga begrepp: Koordinationstal-koordinationsfigur, koordinationsfigurer för koordinationstal 2-6 VSEPR för koordinationstal 2-6: Beräkna totala antalet valenselektroner och bestäm Lewisstruktur enligt: i. placera centralatom och ligander ii. rita bindande e-par iii. låt liganderna få oktetter genom fria e-par iv. placera resterande fria e-par på centralatomen v. om centralatomen ej uppnått oktett lånar man fria e-par från liganderna och bildar multipelbindningar så att centralatomen får oktett vi. antalet elektrontäta områden omkring centralatomen ger geometrin Förfining av VSEPR modellen, bundna e-par - fria e-par -, multippelbindning VSEPR modellen fungerar bäst på p-element Dipolmoment: Skilj på en bindnings polaritet och en molekyls polaritet
Valensbindningsteorin, Hybridisering: s-p- och s-p-d-hybrider LCAO metoden, Tre kriterier för LCAO: symmetri, överlappning, energi MO för H 2, Orbitaler in = orbitaler ut, MO för X 2 i 2:a perioden, σ-bindningar!-bindningar, BindningsTal (BT, BO på engelska), paramagnetism och diamagnetism Kapitel 5-6 Viktiga begrepp: Allmänna gaslagen, Intermolekylära krafter i vätskor Definitioner av kristall, kristallstruktur och gitter: *En kristall är ett fast ämne i vilket materieenheterna är periodiskt anordnade i tre dimensioner. *Den geometriska anordningen av materieenheterna i en kristall kallas dess kristallstruktur. *Identiska punkter är punkter med exakt samma omgivning. *Mängden av alla med varandra identiska punkter kallas ett gitter Molekylära, nätverk-, jon- och metallstrukturer, tätpackningar, hcp, ccp Enhetscell, kubiska system: Primitiv, rymdcentrerad, ytcentrerad Packningseffektivitet i kubiska strukturer Jonföreningar: Typstrukturer NaCl, CsCl, Wurtzit, Zinkblände; hålrum Kapitel 7 Viktiga begrepp: metaller, metallbindning, legeringar, intermetalliska faser, strukturbeskrivningar för kol (olika modifikationer), bindningslära fasta tillståndet, bandteori och koppling mellan bandstruktur och elektriska och optiska egenskaper, glaser och keramer, magnetism (dia-, para-, ferro-, antiferro-, ferri- etc), hårdhet och seghet, kompositer, nanomaterial Kapitel 8 8.7, 8.9, 8.10 utgår Viktiga begrepp: system och omgivning, tillståndsfunktion, inre energi (U), 1:a huvudsatsen, tryck-volym-arbete, entalpi(h), standard-bildningsentalpi, gitterentalpi, bindningsdissociationsentalpi, Hess lag, Kirchhoffs lag Kapitel 9 9.6, 9.14-9.16 utgår Viktiga begrepp: Entropi (S), 2:a huvudsatsen, Gibbs fria energi (G), standardtillstånd, ΔG o, reaktionsriktning, samband ΔG o K Kapitel 10 10.10-10.11 utgår 10.14-10.22 utgår
Viktiga begrepp: ångtryck, kokpunkt, smältpunkt, fasdiagram för 1- komponentsystem Kapitel 11 11.13 utgår Viktiga begrepp: jämviktskonstant, termodynamisk konstant, koncentrationsenheter, M och bar i jämviktsuttrycket, aktivitet för rena ämnen och lösningsmedel, jämviktsläge, Le Chateliers princip, katalys (diskuteras i sb med kinetik) Kapitel 12 12.17-19 Läs kursivt, men studera och förstå figurerna 12.21 och 12.22 Viktiga begrepp: syror och baser enligt Brønsted/Lewis, starka syror och baser, svaga syror och basers syrakonstant, baskonstant, deras samband i korresponderande, syra/bas par, flerprotoniga syror, ph- och pohbegreppen, deras samband, K w och pk w, pk a och pk b deras samband Kapitel 13 13.4-13.7, 13.11, 13.13 utgår Viktiga begrepp: buffertlösning, bufferteffekt, löslighet, löslighetsprodukt, K s, upplösningsprocesser Kapitel 14 14.10, 14.13-15 kursivt Viktiga begrepp: galvanisk cell, cellschema, katodreaktion, anodreaktion, cellreaktion, standardvätgaselektrod, normalpotential, ΔG = -nfe, Nernsts ekvation, K för redoxförlopp ur normalpotentialer, elektrolys, Faradays lag Kapitel 15 15.6, 15.9, 15.12, 15.15-16 utgår Viktiga begrepp: reaktionshastighet, reaktionsordning, hastighetskonstant, hastighetslag, integrerade hastighetslagar(ekvationer) för 0:e och 1:a ordningen, temperatureffekt, Arrheniusekvationen, aktiveringsenergi, katalys, reaktionsmekanism Kapitel 16 Dessa kapitel innehåller mängder av fakta av deskriptiv natur. Läs dem så att följande frågor kan besvaras. 1. Hur brukar 2 H betecknas med en annan symbol? 2. Hur framställs vätgas på laboratoriet och industriellt? 3. Man brukar skilja mellan tre olika typer av hydrider. Vilka?
5. Vad är en vätebindning? Ge exempel. 6. Vilka binära väteföreningar bildas med elementen i grupp 17? 7. Hur framställes metalliskt natrium? 8. Hur reagerar alkalimetaller med vatten? 9. Vad är apatit? 10. Vad är osläckt respektive släckt kalk? 11. Hur framställes aluminium? 12. Vad är borsyra? 13. BCl 3 och AlCl 3 är Lewissyror. Vad innebär det? 15. Beskriv den kemiska bindningen i diamant och grafit. Hur överensstämmer bindningsmodellerna med ämnenas mekaniska och elektriska egenskaper? 16. Hur framställes och renas kisel? 17. Beskriv nanorör ( nanotubes ) och grafen. 18. Redogör för industriell framställning av ammoniak (Haber-Bosch) 19. Redogör för industriell framställning av salpetersyra enligt Ostwald. 20. Hur kan man framställa fosforsyra? 21. Allotropa modifikationer för syre? 22. Hur framställes svavelsyra industriellt? 23. Varför bildas svavelsyra i atmosfären? 24. Ange färg och aggregationstillstånd vid normalt tryck och temperatur för halogenerna. Kapitel 17 Metallframställning: krom, titan, järn (masugn, slagg, tackjärn, stål) WEN jan 2014