Atomer består af: elektroner (negativ ladning), protoner (positiv ladning) kernepartikler neutroner (neutrale). kernepartikler

Transkript

1

2 Atomer består af: elektroner (negativ ladning), protoner (positiv ladning) kernepartikler neutroner (neutrale). kernepartikler

3 Antallet af protoner i atomkernen bestemmer navnet på atomet. Det uladede atom indeholder samme antal elektroner og protoner Ioner er atomer (eller grupper af atomer), der har en ladning: positiv, når der totalt set er færre elektroner end protoner, negativ ved et større antal elektroner end protoner

4 Model af heliumatomet

5

6

7 Hovedgrupper Periode Sidegrupper Gnst. atommmasse Grundstof nummer = protoner

8 Hydrogen har 3 isotoper: Den mest almindelige med massetal 1 (1 proton i kernen) Den sjældnere med massetal 2 (1 proton og 1 neutron i kernen: Deuterium) Den mindst forekommende (forekommer ikke i naturen) med massetal 3 ( 1 proton og 2 neutroner i kernen: Tritium) Massetal Summen af protoner og neutroner Grundstof nummer = protoner 12 6 C

9 Partikel Masse m [kg] Elektrisk ladning Q [C] Proton 1, , Neutron 1, Elektron 9, , På grund af massetab når kernepartiklerne binder sig i kernen kan man ikke beregne Et atoms masse ved at summere masserne af de indgående elementarpartikler. Man har derfor defineret en atommassenhed u som: C u = af - atomets masse Et grundstofs atommasse er gennemsnitsmassen af atomerne i grundstoffets naturlige isotopblanding

10 Lewis prikformler Gilbert Newton Lewis ( ). Amerikansk kemiker. Oktetreglen (ædelgasreglen) blev formuleret af G. N. Lewis i 1916 og er den første succesfulde teori om kemisk binding Elektronprikskema for de første 18 grundstoffer. II II III IV V VI VII 0 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar

11 Kemisk binding Hvorfor binder atomer sig til hinanden? Nogle atomer er uvillige til at binde sig til andre atomer og eksisterer således som single-atomer. Disse atomer er bl. a. ædelgasserne helium, neon og argon, som har et meget stabilt elektronsystem med henholdsvis 2, 8 og 8 elektroner i yderste skal. Alle andre atomer laver bindinger med hinanden for at blive mere stabile med hensyn til deres elektronsystem. Og det bliver de ved at komme til at ligne ædelgassernes elektronarrangement. Når der dannes en kemisk binding mellem to eller flere atomer, er det kun de yderste dele af disse, der kommer i kontakt med hinanden. Grundstoffernes kemiske egenskaber er derfor overvejende bestemt af elektroner i den yderste skal (de yderste skaller).

12 Kemisk binding Oktetreglen: et atom vil arbejde mod at få en mættet yderste skal med 8 elektroner Dette kan opnås ved at optage/dele elektroner eller ved at afgive elektroner, så den underliggende skal bliver den yderste.

13 Atomer Alt stof er sammensat af atomer, og alle kemiske forbindelser er derfor sammensat af atomer. Forskellen mellem kemiske forbindelser er netop de deltagende atomers natur, antal og arrangement.

14 Grundstoffer Atomer med samme atomnummer siges, at være kemisk ens og at tilhøre samme grundstof. Et grundstof er et stof, som ikke kan spaltes kemisk, eller fremstilles ved kemiske processer. En del af grundstofferne kaldes ædelgasser. Denne gruppe er karakteriseret ved, at de ikke kan indgå i kemisk forbindelse med andre grundstoffer.

15 Molekyler Når et atom indgår i en kemisk forbindelse med andre atomer, opstår der molekyler. Medens grundstoffer er karakteriseret ved, at bestå af kemisk ens atomer (samme atomnummer), består de kemiske forbindelser af forskellige atomer. Den relative molekylmasse, bestemmes ved summen af de indgående relative atommasser. (Noget med isotoper derfor relativ)

16 Kemiske forbindelser Hvis der indgår forskellige atomer i et molekyle, defineres dette som en kemisk forbindelse. En kemisk forbindelse har egenskaber, der i det store og hele er forskellige fra de indgående bestanddeles (atomers). F.eks. ved stuetemperatur er oxygen og hydrogen begge gasarter, mens vand som er en kemisk forbindelse mellem oxygen og hydrogen, er en væske.

17 Afstemning af reaktionsligning 2 grundregler Der opstår og forsvinder ikke atomer ved reaktionen (der opstår og forsvinder ikke masse) Der er samme totale ladningsmængde på begge sider af reaktionspilen

18 Et eksempel på skrivemåder O 2 molekyle bestående af to oxygenatomer C 3 H 7 OH molekyle bestående af 3 carbonatomer, 8 hydrogenatomer og et oxygenatom 2C 3 H 7 OH 2 molekyler C 3 H 7 OH Stofferne tilstandsformer kan angives ved at skrive (g) eller (l) eller (s) eller (aq) efter formelen. Dette betyder at stoffet er henholdsvis på gasform (g), væskeform (l) eller fast form (s) eller i vandig opløsning (aq)

19 Et eksempel: C 3 H 7 OH + O 2 -> CO 2 + H 2 O Afstem først C og H C 3 H 7 OH + O 2 -> 3CO 2 + 4H 2 O Afstem så O C 3 H 7 OH + 4½O 2 -> 3CO 2 + 4H 2 O Vi kan ikke have halve, så vi ganger igennem med 2 2C 3 H 7 OH + 9O 2 -> 6CO 2 + 8H 2 O

20 Natriumatomet er nu blevet til en positiv ion og chloratomet er blevet til en negativ ion. Elektronoverførsel fra natriumatomet til chloratomet

21 Animation af dannelsen af en natrium-ion og en chlor-ion

22 Salte udgør en stor del af ionforbindelserne Et salt består af metalioner og syrerestioner F.eks. Metalion Syrerestion Al 3+ (Aluminium 3. hovedgruppe) SO 4 2- (syreresten fra svovlsyre) Saltet er uladet og får formelen: Al 2 (SO 4 ) 3

23 Metalion Syrerestion Al 3+ (Aluminium 3. hovedgruppe) SO 4 2- (sulfat, syreresten fra svovlsyre) Saltet er uladet og får formelen: Al 2 (SO 4 ) 3 Al 2 (SO 4 ) 3 består af 2 aluminiumioner og 3 sulfationer 2 aluminiumatomer, 2 svovlatomer og 12 oxygenatomer) Stoffet kaldes systematisk di-aluminium-tri-sulfat (i daglig tale aluminiumsulfat)

24 Saltes opløselighed NH 4+ Na + K + Mg 2+ Zn 2+ Cu 2+ Fe 2+ Fe 3+ Ca 2+ Ba 2+ Pb 2+ Ag + NO 3- L L L L L L L L L L L L Cl - L L L L L L L L L L T T Br - L L L L L L L L L L T T I - L L L L L - L - L L T T SO 4 2- L L L L L L L L T T T T CO 3 2- L L L T T - T - T T T T OH - - L L T T T T T T L T - S 2- L L L T T T T T T T T T PO 4 3- L L L T T T T T T T T T Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2NaOH(aq) => Pb(OH) 2 (s) + 2NaNO 3 (aq)

25 Nomenklatur - navngivning Metal-ioner Metalionerne navngives efter metallets navn og hvor mange ladninger de har, hvis de tænkes fraspaltet den forbindelse de indgår i (ved opløsning i f.eks. Vand) Et par eksempler Jern(II)chlorid FeCl 2 (Jerndichlorid) Fe Cl - Jern(III)chlorid FeCl 3 (Jerntrichlorid) Fe Cl - Kobber(I)sulfat Cu 2 SO 4 (dikobbersulfat) 2Cu + + SO 2-4 Kobber(II)sulfat CuSO 4 (kobbersulfat) Cu 2+ + SO 2-4

26 Nomenklatur - navngivning Ikkemetal-ioner Særtilfælde!! Hydroxid OH - Sammenskrivning hydrogenoxid Ikkemetalionerne stammer fra hovedgrupperne 5, 6 og 7. De ikke oxygenholdige ioner har en negativ ladning svarende til 8 - hovedgruppenummeret Og navnene ender på id Minus Eksempler: 5 hovedgruppe N 3- Nitrid (nitr fra nitrogen) P 3- Phosphid (phosph fra phosphor) 6 hovedgruppe O 2- Oxid (Ox fra oxygen) S 2- Sulfid (sulf fra sulfur) 7 hovedgruppe F - Fluorid (fluor fra fluor) Cl - Klorid (klor fra klor) Br - Bromid (brom fra brom) I - Iodid (iod fra iod)

27 Nomenklatur - navngivning Oxygenholdige syrerester SO 2-4 SO 2-3 NO - 3 NO - 2 PO 3-4 CO 2-3 HSO 4 - sulfat sulfit nitrat nitrit Phosphat carbonat hydrogensulfat Ikke-oxygenholdige syrerester Se ikke-metalioner

28 Nomenklatur - navngivning Ikkemetalioner Andre kemiske forbindelser NH 3 NH 4 + ammoniak ammonium Krystalvand Vand som sidder i saltgitteret Eks. Na 2 SO 4. 10H 2 O natriumsulfat-vand (1/10) (natriumsulfat-decahydrat)

29 Tallene på kemisk 1 mono- 2 di- 3 tri- 4 tetra- 5 penta- 6 hexa- 7 hepta- 8 octa- 9 nona- 10 deca- O 2 N 2 O 3 Na 2 SO 4. 10H 2 O dioxygen dinitrogentrioxid dinatriumsulfat-vand (1/10) (natriumsulfat-decahydrat)

30

31 Kovalente bindinger Elektronskymodeller Elektronskymodel? Bohrs skalmodel? Bohrs skalmodel

32 Kovalente bindinger

33 107,3 o 104,5 o

34 Bindingstyper som funktion af elektronegativitetsforskel

35 Kovalente bindinger δ - δ - δ + δ + Polære kovalente bindinger

36 Metalgitter ikke kovalent deler ikke elektroner, men har fælles elektronsky

37 Opgave Hvad er det kemiske navn for Na 2 SO 4? Hvilke grundstoffer indeholder Na 2 SO 4? Hvor finder man de indgående atomer i det periodiske system? Hvad vejer de i Na 2 SO 4 indgående atomer? Hvad karakteriserer en kovalent binding, og hvilke grundstoffer danner kovalente bindinger? Hvad karakteriserer en jon? Hvilke stoffer danner gerne joner? Hvilke(n) bindingstype(r) findes i Na 2 SO 4? (jon-, kovalent, polær- upolær?) Opskriv streg- og prikformlerne for Na 2 SO 4