Embed Size (px)
Citation preview
Atomernas byggnadOm en 2400 år gammal idé
© Jonas Arvidsson, 2012 1
Mål med avsnittetNär vi är färdiga med detta avsnitt skall du kunna:
förklara och använda begreppen proton, neutron och elektron, samt masstal, isotop, excitering och joniseringsenergi beskriva elektronkonfigurationen med hjälp av periodiska systemet förklara valenselektronernas och oktettregelns betydelse för kemiska reaktioner förklara begreppen aggregationsformer och olika typer av materia
© Jonas Arvidsson, 2012 2
Atomernas byggstenar
© Jonas Arvidsson, 2012 3
Elementar-partikel
Symbol Massa/kg Massa/u Laddning
Elektron e– 9,109•10-31 0,000549 −1
Proton p+ 1,673•10-27 1,0073 1
Neutron n 1,675•10-27 1,0087 0
MasstaletFöljande gäller för alla atomer
Masstalet är summan av antalet protoner och neutroner, alltså ett heltal Mätetalet för massan, uttryckt i enheten 1 u, är ungefär lika med masstalet Kärnans laddning är lika med antalet protoner Antalet elektroner runt kärnan är lika med antalet protoner i kärnan Atomens massa är nästan helt koncentrerad till kärnan
© Jonas Arvidsson, 2012 4
Al2713
IsotoperFör ett visst grundämne är alltid antalet protoner givet
Ett och samma grundämne kan dock ha olika antal neutroner
Iso = lika, topos = plats
Många isotoper är instabila(radioaktiva)
Kapitel 2
© Jonas Arvidsson, 2012 5
Atom-numme
rSymbol %
1 1H 99,895
2H 0,015
3H 0,00013
6 12C 98,9
13C 1,1
8 16O 99,8
17O 0,037
18O 0,2
12 24Mg 78,6
25Mg 10,1
26Mg 11,3
13 27Al 100
16 32S 95
33S 0,76
34S 4,2
36S 0,021
17 35Cl 75,5
37Cl 24,5
26 54Fe 5,8
56Fe 91,6
57Fe 2,2
58Fe 0,33
ElektronernaAtomkärnan är omgiven av ett elektronmoln
Elektronerna har både lägesenergi och rörelseenergi
Om man tillför energi får elektronen större lägesenergi
© Jonas Arvidsson, 2012 6
L
M
N
O
K
e-
e-
e-
ElektronkonfigurationElektronerna i en atom är fördelade på olika skal runt kärnan
Elektroner somtillhör samma skal har sammamedelavstånd till kärnan
© Jonas Arvidsson, 2012 7
K
L
M
N
Elektronkonfiguration
© Jonas Arvidsson, 2012 8
Väte
H11e-
Helium
He22e-
Litium
Li32e-
1e-Natrium
Na112e-
8e-
1e-Kalium
K192e-
8e-
8e-
1e-
Beryllium
Be42e-
2e-Magnesium
Mg122e-
8e-
2e-Kalcium
Ca202e-
8e-
8e-
2e-
Bor
B52e-
3e-Aluminium
Al132e-
8e-
3e-
Kol
C62e-
4e-Kisel
Si142e-
8e-
4e-
Kväve
N72e-
5e-Fosfor
P152e-
8e-
5e-
Syre
Li82e-
6e-Svavel
S162e-
8e-
6e-
Fluor
F92e-
7e-Klor
Cl172e-
8e-
7e-
Neon
Ne102e-
8e-Argon
Ar182e-
8e-
8e-
K
LK
LM
K
LM
K
N
Elektronkonfiguration
© Jonas Arvidsson, 2012 9
K (max 2 e-)s
L (max 8 e-)
s
p p p
M (max 18 e-)
s
p p p
d d d d d
N (max 32 e-)
s
p p p
d d d d d
f f f f f f f
Atom-nummer
Grundämne Tecken Antal elektroner
K (2) L (8) M (18) N (32)
1 Väte H 1
2 Helium He 2
3 Litium Li 2 1
4 Beryllium Be 2 2
5 Bor B 2 3
6 Kol C 2 4
7 Kväve N 2 5
8 Syre O 2 6
9 Fluor F 2 7
10 Neon Ne 2 8
11 Natrium Na 2 8 1
12 Magnesium Mg 2 8 2
13 Aluminium Al 2 8 3
14 Kisel Si 2 8 4
15 Fosfor P 2 8 5
16 Svavel S 2 8 6
17 Klor Cl 2 8 7
18 Argon Ar 2 8 8
19 Kalium K 2 8 8 1
20 Kalcium Ca 2 8 8 2
21 Skandium Sc 2 8 9 2
22 Titan Ti 2 8 10 2
ValenselektronerElektronerna i det yttersta skalet kallas för valenselektroner
De har stor inverkan på grundämnets kemiska egenskaper
I elektronformeln för en atom anges atomens beteckning och antalet valenselektroner
© Jonas Arvidsson, 2012 10
H He Li Be B C N O Cl Ne•
•• • ••
•••
•
••••
•
••••
•
•• ••
•••
•• ••
••
••
••••
© Jonas Arvidsson, 2012 11
PERIODISKA SYSTEMET
Radioaktiv( ) Atomvikt för den mest stabila isotopen
Ädelgaser
Halogener
Icke-metaller
Metalloider
Metaller
Aktinoider
Lantanoider
Övergångsmetaller
Alkaliska jordartsmetaller
Alkalimetaller
IA
1
2
3
4
5
6
7
6
7
1 VIIIA18
IIA2 IIIA13 IVA14 VA15 VIA16 VIIA17
IIIB3 IVB VIB64 6 VIIB7 8 9 104 VB5 IB11 IIB12
AtomnummerSymbolNamnAtomvikt
2
IVA14
La-Lu
Ac-Lw
Xe – gasSi – fast
Br – flytandePm– syntetiskt
vid 20°C och 101 kPa
VIIIB
Elektron-konfiguration
Grupp
Period
2-8-2
12
MgMagnesium24.3050
1
1
HVäte1.0079
2-1
3
LiLitium6.941
2-8-1
11
NaNatrium22.9898
2-8-8-1
19
KKalium39.0983
2-8-8-2
20
CaKalcium40.078
2-8-18-8-1
37
RbRubidium85.4678
2-8-18-8-2
38
SrStrontium87.62
2-2
4
BeBeryllium9.01218
2-8-18-18-8-1
55
CsCesium132.9054
2-8-18-18-8-2
56
BaBarium137.327
2-8-18-32-18-8-1
87
FrFrankium(223)
2-8-18-32-18-8-2
88
RaRadium226.025
2
2
HeHelium4.00206
2-7
9
FFluor18.9984
2-8
10
NeNeon20.1797
2-6
8
OSyre
15.99942-5
7
NKväve14.0067
2-4
6
CKol
12.0112-3
5
BBor10.811
2-4
6
CKol
12.011
2-8-3
13
AlAluminium26.9815
2-8-4
14
SiKisel28.0855
2-8-5
15
PFosfor30.9738
2-8-6
16
SSvavel32.065
2-8-8
18
ArArgon39.948
2-8-7
17
ClKlor35.453
2-8-18-8
36
KrKrypton83.80
2-8-18-18-8
54
XeXenon131.29
2-8-18-32-18-8
86
RdRadon(222)
2-8-18-1
29
CuKoppar63.546
2-8-18-2
30
ZnZink65.39
2-8-18-3
31
GaGallium69.723
2-8-18-4
32
GeGermanium
72.642-8-18-5
33
AsArsenik74.9216
2-8-18-6
34
SeSelen78.96
2-8-18-7
35
BrBrom79.904
2-8-18-18-1
47
AgSilver107.868
2-8-18-18-2
48
CdKadmium112.411
2-8-18-18-3
49
InIndium114.818
2-8-18-18-4
50
SnTenn118.710
2-8-18-18-5
51
SbAntimon121.760
2-8-18-18-6
52
TeTellur127.60
2-8-18-18-7
53
IJod
126.9045
2-8-18-32-18-1
79
AuGuld
196.96652-8-18-32-18-2
80
HgKvicksilver
200.592-8-18-32-18-3
81
TlTallium204.383
2-8-18-32-18-4
82
PbBly207.2
2-8-18-32-18-5
83
BiVismut208.980
2-8-18-32-18-6
84
PoPolonium(209)
2-8-18-32-18-7
85
AtAstat(210)
2-8-13-2
25
MnMangan54.9308
2-8-14-2
26
FeJärn55.845
2-8-15-2
27
CoKobolt58.9332
2-8-16-2
28
NiNickel58.6934
2-8-18-13-2
43
TcTeknetium
(98)2-8-18-15-1
44
RuRutenium101.07
2-8-18-16-1
45
RhRodium102.905
2-8-18-18-0
46
PdPalladium106.42
2-8-18-32-13-2
75
ReRhenium186.207
2-8-18-32-14-2
76
OsOsmium190.23
2-8-18-32-15-2
77
IrIridium192.217
2-8-18-32-16-2
78
PtPlatina195.078
2-8-9-2
21
ScSkandium44.956
2-8-10-2
22
TiTitan47.867
2-8-11-2
23
VVanadin50.942
2-8-13-1
24
CrKrom51.996
2-8-18-9-2
39
YYttrium88.906
2-8-18-10-2
40
ZrZirkonium91.224
2-8-18-11-2
41
NbNiob92.906
2-8-18-13-1
42
MoMolybden
95.94
2-8-18-32-10-2
72
HfHafnium178.49
2-8-18-32-11-2
73
TaTantal180.948
2-8-18-32-12-2
74
WWolfram183.84
2-8-18-18-9-2
57
LaLantan226.025
2-8-18-20-8-2
58
CeCerium226.025
2-8-18-21-8-2
59
PrPraseodym226.025
2-8-18-22-8-2
60
NdNeodym226.025
2-8-18-23-8-2
61
PmPrometium226.025
2-8-18-24-8-2
62
SmSamarium226.025
2-8-18-25-8-2
63
EuEuropium226.025
2-8-18-25-9-2
64
GdGadolinium226.025
2-8-18-27-8-2
65
TbTerbium226.025
2-8-18-28-8-2
66
DyDysprosium226.025
2-8-18-29-8-2
67
HoHolmium226.025
2-8-18-30-8-2
68
ErErbium226.025
2-8-18-31-8-2
69
TmTulium226.025
2-8-18-32-8-2
70
YbYtterbium226.025
2-8-18-32-9-2
71
LuLutetium226.025
2-8-18-32-18-9-2
89
AcAktinium(227)
2-8-18-32-18-10-2
90
ThThorium232.0381
2-8-18-32-20-9-2
91
PaProtaktinium231.0359
2-8-18-32-21-9-2
92
UUran
238.02892-8-18-32-22-9-2
93
NpNeptunium237.048
2-8-18-32-24-8-2
94
PuPlutonium
(244)2-8-18-32-25-8-2
95
AmAmericum
(243)2-8-18-25-9-2
96
CmCurium(247)
2-8-18-32-27-8-2
97
BkBerkelium
(247)2-8-18-32-28-8-2
98
CfCalifornium
(251)2-8-18-32-29-8-2
99
EsEinsteinium
(252)2-8-18-32-30-8-2
100
FmFermium(257)
2-8-18-32-31-8-2
101
MdMendelevium
(258)2-8-18-32-32-8-2
102
NdNobelium
(259)2-8-18-32-32-9-2
103
LwLawrencium
(260)
Radioaktivitet
ALFASTRÅLNING(Protoner och neutroner)
BETASTRÅLNING(elektroner)
GAMMASTRÅLNING OCH RÖNTGENSTRÅLING(fotoner)
Papper Plexiglas, 1 cm Bly, 10 cm
Halveringstid
50% 25% 12,5%
6,25%3,12%
1,56%
Uran-238 4,5 miljarder årPlutonium-239 24 000 år
Kol-14 5 730 årCesium-137 30 årThorium-234 24 dagarRadon-222 4 dagarAstat-211 7,2 timmar
Polonium-214 0,00016 sekunder
AggregationsformerFast, flytande eller gas
Rena ämnen har bestämd smält- och kokpunkt
Övergångar och karaktärer är fysikaliska egenskaper
© Jonas Arvidsson, 2012 12
Fastämne Vätska
Gas(ånga)
subli
mering su
blimer
ing
stelning
smältning
ångbildning (kokning)
kondensering
Kemiska reaktionerNya ämnen (produkter) bildas av reaktanterna
Två eller fler grundämnen bildar en kemisk förening
Järn + svavel ⇒ järnsulfidFe + S ⇒ FeS
Järn + syre + vatten ⇒ rostFe + O + H2O ⇒ FeOOH
© Jonas Arvidsson, 2012 13
Olika typer av ämnen
© Jonas Arvidsson, 2012 14
M A T E R I A
Homogen blandning
Heterogen blandning
Blandning Rent ämne
GrundämneKemisk förening
Jon- förening
Molekyl-förening
Metall Halvmetall Icke-metall
Sammanfattning
© Jonas Arvidsson, 2012 15
En atom består av protoner, neutroner och elektroner Elektronerna är fördelade i olika skal runt kärnan Valenselektronerna har störst inverkan på grundämnets kemiska egenskaper Alla ämnen kan finnas i olika aggregationsformer och det finns olika typer av materia
