Kemins grunder

Kemins grunder
Föreläsning nr 3
Sid 26-38
Joner och jonföreningar





Natriumklorid
Vanligt bordssalt
Är uppbyggt av två joner
Na+ och ClDetta är en jonförening
Atom odelbar?



Demokritos hade inte riktigt rätt när han
påstod att atomen var den minsta
beståndsdelen och alltså odelbar.
Det stämmer ej
Atomen består av mindre delar
Atomens beståndsdelar





I detta steg behandlar vi atomkärnan och
elektronen.
Elektroner är elementarpartiklar.
Dvs. hittills kan man inte se att elektronen skulle
bestå av några mindre beståndsdelar.
Elektronen är negativt laddad och rör sig runt
atomkärnan.
Hastigheten är hög ca 2 200 000 m/s
Atomens beståndsdelar

I atomens inre finns atomkärnan
Elektroner




Elektroner rör sig runt atomkärnan.
De rör sig på vissa bestämda avstånd
från atomkärnan.
Lite förenklat kan vi kalla dem
elektronbanor eller elektronskal.
Elektroner betecknas e-
I atomkärnan





I atomens centrum finns atomkärnan.
Atomkärnan kan bestå av två typer av
partiklar.
Protoner
p+
Neutroner
n0
I senare årskurser kan vi återkomma till
om det finns ändå mindre beståndsdelar.
Atomen är oladdad





Ett grundämne
En atom är oladdad
Den har lika många elektroner som protoner.
Man kan se på atomnumret hur många protoner
atomen har.
Atomnumret talar om hur många protoner ett
grundämne har
Några exempel




H Atomnummer 1
en p+ och en eHe atomnummer 2
2 p+ och 2 eLi atomnummer 3
kan du gissa?
Rätt
3 p+ och 3 e-




Hur många protoner
kan järn ha?
Kolla efter
atomnummer i
periodiska systemet
Atomnummer 26
Dvs 26 protoner och
26 elektroner
Neutroner



Neutronen är oladdad n0
Det går att räkna ut hur många
neutroner det finns i kärnan.
Det verkar som att ju större eller tyngre
en atomkärna är desto fler neutroner.
Atommassa





På sid 390 i kemiboken finns en tabell där man
kan se atommassorna för några av de vanligaste
grundämnena.
En proton väger ca 1 u
Neutronen väger också 1 u
Elektronen väger betydligt mindre
0,00548579909067 u ≈5/1000 u
u = atommassenheten
Antal neutroner




För att beräkna antalet neutroner
Atommassa – atomnummer
= antal neutroner
Ex: Aluminium har atomnummer 13 och
har atommassan 27
27 -13 = 14 neutroner
Stor atom




Om vi jämför med en väldigt stor atom
som plutonium
Plutonium Pu har atomnummer 94 och
atommassan 244
244 - 94 =150 neutroner
Ju större atom desto fler neutroner
Räkna




Hur många neutroner
finns i följande
ämnen?
Väte
Syre
Zink



H har inga neutroner
O har 8 neutroner
Zink har 35 neutroner
Isotoper





Ibland hittar man varianter på
grundämnen.
Deuterium är en variant av vanligt väte.
Den har en p+, en e- och en n0
Deuterium är en isotop av väte
En annan väteisotop är tritium.
Många av de små atomerna



Har lika många neutroner som protoner.
När atomkärnan blir större verkar de
krävas fler neutroner för att kärnan inte
ska falla sönder.
Atomer som sönderfaller av sig själva
kallas radioaktiva
Borde inte elektronen dras
mot kärnan?
eP+

Elektronens höga hastighet håller kvar
den i rörelse runt kärnan.
Jon




Laddad atom
Om atomen tappar eller lyckas dra till sig
en elektron rubbas jämvikten
Atomen blir laddad
En laddad atom kallas jon
Exempel på joner


Natrium lämnar ganska enkelt ifrån sig
en elektron.
Och bildar då den positivt laddade
natriumjonen Na+
Kloratomen drar gärna till sig en elektron
och bildar då den negativa kloridjonen
Cl-
Namn på joner


Positiv jon
Lägg till jon till namnet på atomen
Järnjon, silverjon, kopparjon
Negativ jon
Lägg till id före jon
kloridjon, oxidjon, jodidjon
Olika egenskaper



En atoms egenskap och dess jons
egenskap skiljer sig åt.
Grundämnet klor är en gas som är
mycket giftig.
Kloridjonen är inte alls giftig den finns i
kroppen och är livsnödvändig.
Hur skriver man joner




H
Na
Fe
O





H+
Na+
Fe2+ eller Fe3+
O2+
Vi återkommer i
senare årskurser hur
man gissa vilken
laddning en jon får
Sammansatta joner



Hela molekyler kan också bilda joner
En av de vanligaste sammansatta
jonerna är hydroxidjonen
OH-
Plus och minus dras till
varandra



Detta gör att positiva joner och negativa
joner kommer att dras till varandra.
Då bildas en jonförening
Na+
Cl

NaCL
Jonföreningar kan bestå av tusentals joner
som sitter ihop som i en kristalliknande form
Jonförening och jonbindning




När joner förenas kallar vi det för
jonförening.
Jonerna hålls ihop av en jonbindning
En jonbindning är stark.
Det krävs ofta mycket höga temperaturer
för att bryta en jonbindning.
Salter



Inom kemin har ordet salt en annan
innebörd.
Med salt menas en jonförening
T.ex. magnesiumoxid (MgO),
kalciumkarbonat (CaCO3),
salmiak (NH4Cl)
Allting är byggt av atomer och
joner




Joner är lika vanliga som atomer.
Rost, järnoxid är en jonförening.
När man letar efter mineraler finner man dem
ofta i jonföreningar.
För att bryta jonföreningarna krävs höga
temperaturer t.ex. bauxit som är en rödbrun
bergart ur vilken kan framställas aluminium,
koppar och järn.
Blandningar





Inom kemin skiljer man mellan rena ämnen och
blandningar
Rena ämnen består bara av en sorts atomer
eller en sorts molekyler.
Guld är ett rent ämne som består av guldatomer
Vatten är ett rent ämne som består av
vattenmolekyler
Men det mesta vi ser är blandningar
Blandning



En blandning består av flera olika ämnen
Det kan vara flera olika grundämnen eller
flera olika kemiska föreningar.
Det finns flera olika typer av blandningar
Uppslamning




T.ex. sand och vatten
När man rör om slammas sanden upp
Men om det får stå ett tag sjunker
sanden till botten.
Välling och Oboy är exempel på
uppslamningar.
Emulsion




Om man blandar olja och vatten vill oljan gärna
lägga sig ovanpå.
Om man vispar runt kraftigt bildas en grumlig
blandning med små oljedroppar i vattnet.
Detta är en emulsion
Majonnäs, hudkrämer och smink är emulsioner
Lösning



När man blandar socker
och te och rör om kan
man inte längre se
sockerkristallerna.
Det har bildats en
lösning.
Sockermolekylerna har bäddats in av
vattenmolekylerna.
Mättad lösning




Om man fortsätter att hälla i socker i teet
så går det nog bra i början men efter ett
tag lägger sig sockret på botten.
Då har det bildats en mättad lösning
Lösligheten påverkas av temperaturen.
Det går att lösa mer socker i varmt te än
kallt.
Lösningsmedel




Vatten är ett bra lösningsmedel
Men det fungerar inte tillsammans med feta
ämnen.
Då kan man behöva andra lösningsmedel t.ex.
aceton eller lacknafta.
Dessa ämnen luktar starkt och är giftiga därför
behövs bra ventilation när man använder dem.
Haven är salta



När regnvatten bildar floder och älvar
förs salter, jonföreningar ut i haven.
På grund av avdunstningen blir haven
saltare och saltare.
Man kan utvinna koksalt ur havsvatten
Gaser kan lösas i vätskor




Fasta ämnen löser sig bättre i varmt än
kallt vatten.
Med gaser är det tvärtom
Mer koldioxid kan lösas i kallt än varmt
vatten.
Gaser löser sig bättre i kalla vätskor.
Separationsmetoder


Om storleken skiljer sig åt kan man t.ex.
sila.
Vi kan använda ett durkslag för att skilja
den nykokta spagettin från kokvattnet.
Dekantering


At försiktigt hälla av den översta vätskan
kallas för dekantering.
En uppslamning av sand och vatten kan
t.ex. dekanteras när sanden fått sjunka
ett tag.
Filtrering



Med ett filterpapper kan man sila bort
väldigt små partiklar.
Det finns filterpapper med olika
hålstorlek.
Ett riktigt fint filterpapper släpper bara
igenom vattenmolekyler.
Centrifugering


Med hjälp av en centrifug som roterar
med hög hastighet kan man separera
ämnen.
De tyngre ämnena slungas utåt.
Separatorn



En svensk uppfinning som genom
centrifugering skiljer grädde från mjölk.
Fettet i mjölken är en emulsion.
Genom att centrifugera trycks de tyngre
fettmolekylerna utåt.
Svårare att separera en
lösning




En saltlösning är svårare att separera.
Ingen av de tidigare beskrivna
metoderna fungerar.
Men man kan destillera.
När man destillerar följer inte
saltmolekylerna med.
Destillering
Destillation



Genom att utnyttja olika ämnens
kokpunkt kan man separera vätskor.
Destillation av olja gör att man kan få
fram t.ex. bensin och fotogen
När man tillverkar sprit separerar man
vätskor.
papperskromatografi


Ämnen som löser sig lätt kommer
att sprida sig bättre på ett
fuktigt
papper än ett svårlösligt ämne.
Kromatografi är både en
separations metod och en
analysmetod
Instudering





Läs sid 26- 38
Gör ”Testa dig själv”
1:7
1:8
1:9