Historia Periodiska systemet Fem män Demokritos Demokritos Dalton Joseph John Thomson Ernest Rutherford James Chadwick Joseph John Thomson 1856-1940 400-t f.kr. Odelbar Upptäckte elektroner 1897 Nobelpriset 1906 Dalton • • 1700-t Massiva kulor Ernest Rutherford James Chadwick 1871-1937 Atomen har en positivt laddad kärna Elektronerna bildar ett hölje 1891-1974 Upptäckte neutronen 1932 Fick Nobelpriset i fysik 1935 Delaktig i arbetet med att konstruera atombomben 1 Niels Bohr Atomens byggnad 1885-1962 Dansk fysiker Nobelpriset 1922 för sin modell av atomen (Bohratomen) Var med och utvecklade atombomben under andra världskriget Protoner laddning +1 Neutroner 0 Elektroner -1 Var finns vad? Atomnummer Atomkärnan Protoner (+1) Neutroner (0) Elektroner (-1) Varje ämne har ett speciellt antal protoner (atomnumret) Antalet neutroner kan variera Elektronerna ska vara lika många som protonerna i en atom. Neutral => Påverkar inte laddningen Atom- Höljet Tre olika saker (elementarpartiklar) kärna Isotoper Vätets isotoper Antalet neutroner kan variera Den vanligaste isotopen står i periodiska systemet. Vissa isotoper är radioaktiva exempelvis 14 6 C 2 De olika skalen Valenselektroner K, L, M o.s.v. Max 2 elektroner i det innersta skalet Sedan max 8, 18, 32 o.s.v. 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 k skalet strävar alla atomer att ha 8 elektroner i yttersta skalet (Formeln är 2n2) K L M Att rita en atom enligt Bohrs atommodell atomnummer 8 O 12 masstal Tänk på föregående sida! Grupp Period 3 Ädelgasstruktur Ädelgasstruktur är när yttersta skalet är fullt, dvs. 8 elektroner (förutom k skalets 2) Detta har grupp nr 18 i periodiska systemet (dvs. helium, neon, argon osv.) Alla andra grundämnen eftersträvar ädelgasstruktur, vilket de får genom att ge eller ta elektroner. Detta medför att alla ämnen i grupp 1 vill ge en elektron och alla ämnen i grupp i grupp 17 vill ta en elektron. Detta medför att de helst vill vara i jonform Joner, vad är det? Joner är atomer med för många eller för få elektroner Be F- 2+ Positiva joner Hur bildas joner? En negativ jon bildas när en atom tar upp en eller flera elektroner Ex. Fluor tar upp en elektron för att uppnå ädelgasstruktur Positiva joner bildas när en atom ger bort en eller flera elektroner Litium ger bort sin enda elektron i L-skalet 9+ 3+ Vad får de för laddning? Vätejonen 8+ Oxidjon O2- 4+ + Berylliumjon Be2+ 4 Lösningar som innehåller joner leder ström Joner bygger kristaller Cl- Na+ Jonbindning Kovalent bindning Bindning mellan en positiv och en negativ jon, dvs. mellan en metall och en icke metall. Dessa föreningar kallas salter Bildar kristaller Löses upp i vattenlösningar och i smälta Metallbindning I kovalenta bindningar delar två atomer på ett eller flera elektronpar och på så vis får 8 valenselektroner Elektrokemi I en metall släpper metallatomerna ifrån sig sina valenselektroner till ett gemensamt "elektronhav", som håller ihop alla de positiva joner som bildas. Detta kallas metallbindning. 5 Oxidation och reduktion Oxidation och reduktion Oxidation och reduktion CU2+ CU O + - + - O2- Kopparatomen oxideras – den lämnar ifrån sig elektroner och blir en positiv jon Syreatomen reduceras – den tar upp elektroner och blir en negativ jon Andra redox Cellandningen C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O Vad oxiderar och vad reduceras? Glukosen oxiderar När metaller utsätts för syre oxiderar de Järn blir rost och faller sönder Koppar får en grön yta Oxidation och reduktion Oxidation: ämnet avger elektroner Reduktion: ämnet upptar elektroner En oxidation och en reduktion sker alltid samtidigt. Detta kallas för redox. Metaller och oxidationElektrokemiska spänningsserien Metaller efterstävar precis som andra ämnen att uppnå ädelgasstruktur. Alla metaller eftersträvar att släppa ifrån sig elektroner och bli positiva joner Ädla metaller har svårare att släppa ifrån sig elektroner Om joner ifrån en ädel metall kommer i kontakt med en oädlare metall kommer den ädla metallen reduceras till atomer och den oädlaste bli joner. Syret reduceras 6 Offeranod Galvanisk cell Oädel metall som fästs på metallytor för att skydda från korrosion. En bit zink har här fästs på ett fartygsskrov för att förhindra korrosion. Sänker man ned två olika metaller i en jonlösning får man en elektrisk spänning. Spänningens storlek beror på metallernas ädelhet Elektronerna rör sig från den oädla metallen genom ex. en glödlampa till den ädla metallen Den oädla metallen kommer att lösa upp sig och då slutar det galvaniska elementet att fungera. e- e- Batteri eH2 ee- I ett batteri finns det kemisk energi lagrad i form av metallen i höljet. e- När batteriet används så övergår den kemiska energin i höljet till elektrisk energi som kan användas för att exempelvis driva en lampa. ee- Zn e- Zn2+ H+ Cu H+ Batteri Batteri Batterier är en form av galvaniska celler När batteriet används oxiderar zinkhöljet till zinkjoner Vad händer med zinkhöljet? Zn → Zn + 2e 2+ Mangandioxiden reduceras till mangan Mn + 4e → Mn 4+ − − Zinken oxideras till joner och avger elektroner (minuspol på batteriet) Manganjonerna i manganoxiden reduceras till mangan 7 Elektrolys Elektrolys I en galvanisk cell sker reaktionen spontant (av sig själv) eftersom ämnena vill uppnå ädelgasstruktur Vill man att reaktionen skall gå åt andra hållet måste man tillföra ström. Detta kallas för elektrolys. Positiva joner förflyttar sig till den negativa elektroden (katod) och reduceras till grundämnet Negativa joner förflyttar sig till den positiva elektroden (Anod) och oxideras till grundämnet Elektrolys Användningsområden • Ytbehandling av metallföremål Förzinkning Förgyllning Galvanisering • Framställning av ämnen som t.ex. Aluminium Koppar Klor Vätgas Ammoniak Repetition Lite begrepp Atomen är uppbyggd av: Protoner Neutroner Elektroner Skalen K, L, M o.s.v. Max 2 elektroner i det innersta Sedan max 8, 18, 32 o.s.v. En atom kan som mest ha 8 valenselektroner. K L Atomnummer = antalet protoner = antalet elektroner Masstal = antalet protoner + neutroner Isotop = samma antal protoner men olika antal neutroner i atomkärnan M 8 Grupp Bindningar Period Jonbindningar Oftast mellan en metall och en icke metall Den starka atomen tar en eller flera elektroner ifrån den svagare atomen Föreningar kallas salter och som bildar kristaller. Salter löser upp sig i vattenlösningar och i smälta Kovalenta bindningar Mellan två ickemetaller Finns mellan liknande atomer ex. syre och svavel, klor och klor mm. Två atomer delar en eller flera elektroner Metallbindningar Mellan metaller Metall hålls ihop av ett moln av gemensamma valenselektroner. Elektronerna rör sig lätt genom hela metallen och det är det som är anledningen till att metaller leder elektrisk ström bra. Oxidation och reduktion CU2+ CU O + - + - O2- Kopparatomen oxideras – den lämnar ifrån sig elektroner och blir en positiv jon Syreatomen reduceras – den tar upp elektroner och blir en negativ jon Cu → Cu + 2e O + 2e → O Cu + O → (Cu + O 2+ − − 2− 2+ 2− oxidation reduktion ) → CuO redox Elektrokemi Galvanisk cell Elektrolys Kemisk energi övergår till elektrisk energi Elektrisk energi övergår till kemisk energi Sker spontant Behöver elektrisk energi Atom går till jon i ädelgasstruktur Jon i ädelgasstruktur går till atom Användning: Batteri Användning: Framställning av oädla metaller ex. aluminium ur malm Förzinka järnytor så de inte oxiderar, ex galvaniserad spik. Kromytor på bil m.m. 9
© Copyright 2024