Atomer består af - rosenoern.dkrosenoern.dk/torben/undervisning/AK/kemiAKrep1.pdf · - Cl Klorid...

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

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

Model af heliumatomet

Periode

Hovedgrupper

Sidegrupper Gnst.

atommmasse

Grundstof nummer = protoner

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)

Grundstof nummer = protoner

12

6

Massetal Summen af protoner og neutroner

C

Partikel Masse m [kg] Elektrisk ladning Q [C]

Proton 1,6726 ·10-27 1,6022 ·10-19

Neutron 1,6749 ·10-27 0

Elektron 9,1094 ·10-31 -1,6022 ·10-19

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: u = af - atomets masse 12

6 C

1 12

Et grundstofs atommasse er gennemsnitsmassen af atomerne i grundstoffets naturlige isotopblanding

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

Lewis prikformler Gilbert Newton Lewis (1875-1946). 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.

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).

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.

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.

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.

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)

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.

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

Et eksempel på skrivemåder O2 molekyle bestående af to oxygenatomer C3H7OH molekyle bestående af 3 carbonatomer, 8 hydrogenatomer og et oxygenatom 2C3H7OH 2 molekyler C3H7OH 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)

Et eksempel: C3H7OH + O2 -> CO2 + H2O Afstem først C og H C3H7OH + O2 -> 3CO2 + 4H2O Afstem så O C3H7OH + 4½O2 -> 3CO2 + 4H2O Vi kan ikke have halve, så vi ganger igennem med 2 2C3H7OH + 9O2 -> 6CO2 + 8H2O

Elektronoverførsel fra natriumatomet til chloratomet

Natriumatomet er nu blevet til en positiv ion og chloratomet er blevet til en negativ ion.

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

Salte udgør en stor del af ionforbindelserne Et salt består af metalioner og syrerestioner F.eks. Metalion Al3+ (Aluminium 3. hovedgruppe) Syrerestion SO4

2- (syreresten fra svovlsyre) Saltet er uladet og får formelen: Al2(SO4)3

Metalion Al3+ (Aluminium 3. hovedgruppe) Syrerestion SO4

2- (sulfat, syreresten fra svovlsyre) Saltet er uladet og får formelen: Al2(SO4)3

Al2(SO4)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)

NH4+ Na+ K+ Mg2+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Fe3+ Ca2+ Ba2+ Pb2+ Ag+

NO3- 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

SO42- L L L L L L L L T T T T

CO32- L L L T T - T - T T T T

OH- - L L T T T T T T L T -

S2- L L L T T T T T T T T T

PO43- L L L T T T T T T T T T

Pb(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) => Pb(OH)2(s) + 2NaNO3(aq)

Saltes opløselighed

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 FeCl2 (Jerndichlorid) Fe2+ + 2 Cl- Jern(III)chlorid FeCl3 (Jerntrichlorid) Fe3+ + 3 Cl- Kobber(I)sulfat Cu2SO4 (dikobbersulfat) 2Cu+ + SO4

2- Kobber(II)sulfat CuSO4 (kobbersulfat) Cu2+ + SO4

2-

Nomenklatur - navngivning Ikkemetal-ioner 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 Eksempler: 5 hovedgruppe N3- Nitrid (nitr fra nitrogen) P3- Phosphid (phosph fra phosphor) 6 hovedgruppe O2- Oxid (Ox fra oxygen) S2- 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)

Særtilfælde!! Hydroxid OH-

Sammenskrivning hydrogenoxid

Minus

Nomenklatur - navngivning Oxygenholdige syrerester SO4

2- sulfat SO3

2- sulfit NO3

- nitrat NO2

- nitrit PO4

3- Phosphat CO3

2- carbonat HSO4

- hydrogensulfat Ikke-oxygenholdige syrerester Se ikke-metalioner

Nomenklatur - navngivning Ikkemetalioner Andre kemiske forbindelser NH3 ammoniak NH4

+ ammonium Krystalvand Vand som sidder i saltgitteret Eks. Na2SO4

.10H2O natriumsulfat-vand (1/10) (natriumsulfat-decahydrat)

Tallene på ”kemisk”

1 mono- 2 di- 3 tri- 4 tetra- 5 penta- 6 hexa- 7 hepta- 8 octa- 9 nona- 10 deca-

O2 dioxygen N2O3 dinitrogentrioxid Na2SO4

.10H2O dinatriumsulfat-vand (1/10) (natriumsulfat-decahydrat)

Kovalente bindinger

Bohrs skalmodel

Elektronskymodeller

Elektronskymodel? Bohrs skalmodel?

Kovalente bindinger

107,3o 104,5o

Bindingstyper som funktion af elektronegativitetsforskel

Kovalente bindinger

Polære kovalente bindinger

δ + δ +

δ - δ -

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

Opgave Hvad er det kemiske navn for Na2SO4 ? Hvilke grundstoffer indeholder Na2SO4 ? Hvor finder man de indgående atomer i det periodiske system? Hvad vejer de i Na2SO4 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 Na2SO4? (jon-, kovalent, polær- upolær?) Opskriv streg- og prikformlerne for Na2SO4