Periodiska systemet

Atomen och
periodiska systemet
Atomens byggnad
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Historia
Fem män





Demokritos
Dalton
Joseph John Thomson
Ernest Rutherford
James Chadwick
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
 400-t f.Kr.
 ”Atomos”=odelbar
 Allt uppbyggt av
osynliga smådelar
 Stort motstånd!
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
•
•
•
•
1700-t
Demokritos idéer återuppstod
Massiva kulor
Olika tunga kulor
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Joseph John Thomson
1856-1940
 Upptäckte elektroner
1897
 Nobelpriset 1906
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Ernest Rutherford
 Atomen har en positivt
laddad kärna
 Elektronerna bildar ett hölje
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
James Chadwick
 Upptäckte neutronen 1932
 Fick Nobelpriset i fysik 1935
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Niels Bohr
 Dansk fysiker
 Nobelpriset 1922 för sin modell av atomen (Bohr-modellen)

Förbättrade Rutherfords teori - elektronskal
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Atomens byggnad
 Består av tre olika partiklar (elementarpartiklar)
 Protoner laddning +1
 Neutroner ingen laddning 0
 Elektroner laddning -1
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Var finns vad?
Atomkärnan
Protoner (+1)
Neutroner (0)
Atom kärna
Höljet (skalen, molnet)
Elektroner (-1)
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Atomen är neutral
 I en atom finns alltid lika många protoner
(plusladdade) som elektroner (minusladdade).
 Atomen är alltså elektriskt neutral.
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Atomnummer




Antalet protoner bestämmer vilket ämne det är.
Väte har 1 proton
Helium har 2 protoner
Antalet protoner kallas atomnummer
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
92U




Atomnummer
6
C
Atomnumret är antalet protoner i kärnan.
Varje grundämne har ett eget antal protoner.
Elektronerna ska vara lika många som protonerna i en atom.
Atomnummer = antalet protoner = antalet elektroner.
24
Mg
Masstal
20
Ne
Masstalet är summan av neutroner och protoner i atomen.
Antalet neutroner kan vara olika hos varje grundämne.
Atomer av samma grundämne men med olika antal neutroner
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
kallas isotoper
Atommassa
 Atommassan = Summan av protonernas och neutronernas massa i en atom.
 Eftersom antalet neutroner är olika i ett grundämnes isotoper så är
g.rundämnets atommassa = medelvärdet av isotopernas atommassa
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Isotoper
 Antalet neutroner kan variera hos varje grundämne.
 Vissa isotoper är radioaktiva exempelvis kol-14
14
 Vätets isotoper
C
6
1
1
H
2
1
H
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
3
1
H
Atommassa i praktiken
Alla grundämnen har flera isotoper
12
Kol består t.ex. till 99 % av
6C
13
och till 1 % av
6C
Den genomsnittliga massan hos ett stort antal
kolatomer är därför 12,01 g
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Atommassa i praktiken
Klor består till 75 % av
37
och till 25 % av
Cl
35
17 Cl
17
Atommassan för Cl är
0,75 35 g + 0,25 37 g = 35,5 g
x
x
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Atommassa
 600 000 000 000 000 000 000 000 väteatomer (6x1023 st)
väger 1 gram
 Gram är alltså ingen praktisk enhet här!
 Enhet för atommassa är u= unit
 1 atom 12C väger 12 u
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Formelmassa





En väteatom väger 1 u
En syreatom väger 16 u
Vad väger en vattenmolekyl?
Svar: 2 x 1 + 16 = 18 u (2 väteatomer + en syreatom)
Vattnets formelmassa är 18 u.
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Mol
 När man väger används mol.
 Massan av 6 x 1023 atomer kallas 1 mol.
 1 mol kol= 6 x 1023 kolatomer=12 g
 1 mol järn= 6 x 1023 järnatomer=55,8 g
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Bohrs atommodell
 Elektronerna kan bara finnas i vissa bestämda banor
eller skal runt kärnan
 Det ryms bara ett visst antal elektroner i varje skal
 Det innersta skalet kallas K-skalet sedan kommer Lskalet, M-skalet o.s.v.
K-skalet rymmer 2 eL-skalet rymmer 8 eM-skalet rymmer 18 eN-skalet rymmer 32 eo.s.v.
(Formeln är 2n2)
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Elektroner
Elektronerna bestämmer de kemiska egenskaperna:
De visar varför vissa ämnen reagerar med varandra.
De visar varför vissa ämnen liknar varandra.
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Valenselektroner
 Innersta skalet (K-skalet) har som mest 2
elektroner.
 De andra skalen kan ha som mest 8 elektroner
om de är det yttersta skalet.
 Elektronerna i yttersta skalet kallas för
valenselektroner.
 Förutom i K-skalet strävar alla atomer att ha 8
elektroner i sitt yttersta skal.
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Heliumatomen
Väteatomen
Kolatomen
Göran Sellberg och Annika Adolfsson
Syreatomen
Att rita en atom
enligt Bohrs atommodell
masstal
16
atomnummer
8
O
Antal neutroner = masstal – atomnummer
Dvs 16 – 8 = 8
Göran Sellberg och Annika Adolfsson