Undervisnings forløb
i
Det periodiske system
•
•
•
•
•
•
•
•
Atomets historie
Et atom er den mindste kendte kemiske bestanddel af et
grundstof.
Ordet atom stammer fra det græske ord atomos der
betyder udelelig: Grækerne forestillede sig atomet som
en absolut "mindste" enhed som materien kan opdeles i.
Atomer består af en kerne og række elektroner omkring.
Kernen er uhyre lille, er kun ca. en hunderedetusindedel
af atomet,
Men rummer næsten al Vægten.
Kernen består af to slags partikler, positivt ladede
protoner og neutrale neutroner, og sammensætningen af
disse bestemmer hvilket grundstof atomet er.
Selvom atomet består af mindre dele, var den græske
antagelse korrekt for så vidt, at et atom er den mindste
mængde af et grundstof.
En kemisk sammensætning af atomer kaldes en kemisk
forbindelse. Eksempler på kemiske forbindelser er
molekyler, som vand og salte.
Atomets historie
•
•
•
•
•
•
Filosoffen Demokrit (460-370 f.Kr) menes at være den
første, som i 440 f.Kr. fremsatte en teori om at verden
består af en masse små dele.
Han kaldte dem atomos.
Han postulerede, at atomerne udførte mekaniske
bevægelser, at de hang sammen vha. kroge, og at de
havde forskellige størrelser og former.
Denne teori mødte stor modstand.
Folk kunne ikke acceptere, at alt bestod af atomer, også
immaterielle begreber, som f.eks. sjæl og mod, og de
kunne ikke acceptere den determinisme, som lå i teorien.
Omkring samme tid kom Aristoteles med sin berømte teori
om, at verden bestod af de fire elementer jord, vand, luft
og ild.
•
•
•
•
•
•
•
•
Atomets historie
Denne teori var meget nemmere at forstå og var mere
forenelig med datidens religion.
Sådan stod det på i mange hundrede år. Aristoteles' teori
blev efterhånden integreret i religionen, og man blev
betragtet som kætter, hvis man ikke troede på Aristoteles.
Man skal helt frem til 1500-tallet for at finde eksempler på
folk, som trodsede Aristoteles og kirken.
I 1600-tallet blev atomteorien fremstillet på sådan en
måde, at den var mere forenelig med religionen.
Pierre Gassendi sagde, at atomerne var skabt af Gud, så
man var ikke nødvendigvis kætter ved at tro på Demokrits
atomteori.
I 1803 gjorde John Dalton en opsigtsvækkende opdagelse. Han
havde studeret atomteorien, og det lykkedes ham vha.
forskellige eksperimenter at finde et system i atomerne.
Han regnede ud, hvor mange slags af hvilke atomer, der skulle
til for at danne bestemte molekyler.
I 1913 opstillede Niels Bohr en model for brintatomet, som er
det simpleste af alle atomer. Bohrs atommodel repræsenterer
et mellemstadium mellem en klassisk elektrodynamisk og en
moderne kvantemekanisk beskrivelse af brintatomet.
Atomets opbygning
• Atomet består af 3 dele
– Protoner
– Elektroner
– Neutroner
• Delene befinder sig forskellige steder i
atomet.
• Protoner og neutroner er i kernen i
midten
• Elektroner svæver uden om i en ”sky”
• Man kan ikke forudsige hvor
elektronerne er, blot afstanden til
kernen.
Atomets opbygning
• Protonerne er positivt ladet
• Elektronerne er negativt ladet
• De tiltrækker hinanden, og derfor bliver
elektronerne ved kernen
• Neutronerne er neutrale.
• Der findes ca: 100 forskellige atomer.
• Forskellen er hvor mange protoner, elektroner de
har.
• Det mindste atom er Hydrogen (H), som har 1
proton, 1 elektron og ingen Neutroner
• Lidt større er Oxygen (O) som har 8 protoner, 8
elektroner og 8 Neutroner.
• Der er altid lige mange protoner og elektroner i et
atom.
• Men antallet af Neutroner kan variere.
Opgave
Kemisk symbol
H
Fe
Cl
Na
Mg
Ne
O
Hg
Ca
Navn
Antal protoner
Elektroner i yderste skal
Ladninger
• Atomet består af Protoner, elektroner og Neutroner.
• Dem kalder vi med et fælles ord for Elementarpartikler.
• Elektroner og protoner er ladet, enten positivt eller
negativt.
• Denne ladning kaldes for elektronvolt.
• Betegnes (eV)
Elementar partikel
Ladning
Proton
+1 eV
Neutron
0 eV
Elektron
-1 eV
•
•
•
•
•
•
•
•
Masse (vægt)
De to dele i kerne kaldes for kernepartikler.
Eller med et finere ord, for Nukleoner.
Disse udgør atomets masse, fordi elektronerne er så små i forhold til de to andre,
at den er uden betydning.
Der er ikke stor forskel på vægten af de to.
Derfor sætter vi vægten til 1.
Vægten af atomet er, der samlede antal protoner og elektroner.
Elektronerne har ingen betydning for vægten, men stor betydning for de kemiske
egenskaber.
Det er elektronerne, som er afgørende, for hvordan atomet reagerer med andre
atomer.
Elementar partikel
Ladning
Masse (vægt)
Proton
+1 eV
1,0073u
Neutron
0 eV
1,0087u
Elektron
-1 eV
0,00055u
•
•
•
•
Mange ens atomer sat sammen kaldes et grundstof.
Fx jern består af mange ens jern atomer.
Atomerne har altid lige mange elektroner og protoner.
Men der kan godt være flere eller færre neutroner end
protoner.
• Alt efter hvor mange protoner et atom har. Har den
fået dens navn og placering i det periodiske system.
• Dem med få er placeret øverst og dem med mange er
placeret nederst.
Det periodiske System
Tallene i kasserne
• Atom nr: fortæller hvor mange
protoner der er, samtidig også
antallet af elektroner.
• De fede bogstaver, er det
kemiske symbol. Ofte en
forkortelse af det kemiske navn.
• Komma-tallet er atomets masse
• De små tal er elektronerne, her
opsat i skaller. Lægger man
tallene samme giver det, det
samme som atom.nr’et
• Antallet af neutroner findes ved
at afrunde komma-tallet og
trække atom nr’et fra.
Opstilling kan varierer, alt efter hvilken udgave
man har af det periodiske system
Placering i systemet
• De lodrette kolonner kaldes hovedgrupper og undergrupper.
• De vandrette rækker kaldes perioder.
• Alle grundstoffer i samme række eller i samme kolonne har fælles
egenskaber.
• De i samme kolonne har det samme antal elektroner i yderste skal.
• de i samme række, har det samme antal skaller.
• Skaller, er de baner hvor elektronerne bevæger sig omkring atomet.
• Det er begrænset hvor mange elektroner der kan være i hver bane.
• Derfor må de ligge i flere lag, som vi kalder for skaller.
• I den inderste ”skal” kan der være 2 elektroner, i den næste 8.
• Jo længere væk fra atomkernen de kommer,
jo flere elektroner kan der være i hver ”skal”.
• En ”skal” behøver ikke være fyldt, før man begynder på den næste.
• Atomer som har en elektron i yderste ”skal”, har de samme kemiske
egenskaber, og reagerer på samme måde, med andre atomer.
• Derfor er de placeret i samme hovedgruppe.
Beregnings formel
• Til at beregne hvor mange elektroner, der kan
være i hver ”skal”, bruges denne formel.
2*n2
• n står skallens nr.
• Vi beregner lige hvor mange elektroner, der kan
være i ”skal” nr 3.
2*32= 2*9=18elektroner
Hovedgrupperne
• Atomer i samme hovedgruppe har det samme antal
elektroner i den yderste ”skal”
• Forskellen er så, hvor mange skaller hvert atom har.
• Atomer fra undergrupperne kan ikke sættes ind i denne regel.
Hovedgruppe
Elektroner i yderste skal
Hovedgruppe 1
1 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 2
2 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 3
3 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 4
4 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 5
5 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 6
6 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 7
7 elektron i yderste skal
Hovedgruppe 8
8 elektron i yderste skal
Ædelgasreglen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Alle atomer vil gerne opnå en hvile tilstand.
Det er når atomet, har 8 elektroner i yderste skal.
For at opnå denne tilstand, skal atomerne afgive eller optage elektroner.
Hvis atomet har mindre end 4 elektroner, er det lettest at afgive
elektroner
Mere end 4, så optager man resten op til de 8.
Kun atomer fra hovedgrupperne, kan gøre dette.
Undergrupperne tilnærmer sig denne regel.
Atomer fra hovedgruppe 1 -3 afgiver elektroner.
Atomer fra 5-7 optager elektroner.
For at optage eller aflevere elektroner, skal der være, andre atomer til at
modtage eller aflevere elektronerne.
Hovedgruppe 8. er i hvile tilstand, og vil derfor ikke samarbejde med andre
atomer.
Dette samarbejde kaldes Ædelgasreglen – Oktetregel – idealgasloven
Når atomet har afleveret eller optaget elektroner, er det blevet til en Ion.
Ioner
• Et atom har altid ligemange elektroner og
protoner
• Men en Ion, er et atom som, enten mangler eller
har flere elektroner, end protoner
• Atomer fra de første hovedgrupper (1-3) afleverer
elektroner,
• De danner Ioner som mangler elektroner
• Modsat er det med atomner fra hovedgruppe 5-7
• De optager elektroner, og har derfor flere
elektroner, end protoner når de bliver til Ioner
Ioner fortsat
• Denne aflevering og optagelse, sker for at leve
op til Ædelgasreglen, Oktetreglen, eller
idealgasloven som det også kaldes
• Atomer, som er blevet til Ioner, har ikke lige
mange elektroner og protoner
• Derfor ikke ligemange +’er og –’er
• De er blevet ladet
Ioner Fortsat
• Atomer som har afleveret elektroner, er blevet
positive, fordi de har afgivet noget negativt.
• De danner positive Ioner som markeres med +
• Ion+ eks: Mg++
• Hvis der er afleveret flere elektroner, markeres
det med flere ++
• Atomer som har optaget elektroner, er blevet
negative, og det markeres således
• Ion- eks: Cl-
NaCl (køkkensalt) Eks på Iondannelsen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Saltet består at 2 grundstoffer, nemlig Natrium og Chlor
Natrium hører til metallerne, er derfor placeret i venstre side af D.P.S
Chlor er en gas og placeret i højre side
Natriums placering viser at det danner en positiv Ion
Chlor’s placering,fortæller at det bliver til en negativ Ion.
Natrium har elektron i sin yderste skal, ved at den afgiver denne
Får den en skal og en elektron mindre,
I den skal som nu er yderst, har den 8 elektroner
Na  Na+ og e- (elektron)
Når elektronen forsvinder fra atomet, bliver det til denne Ion
Elektronen kan ikke afgives, før der er noget som kan modtage elektronen.
Derfor kan chlor optage det
Cl og e-  ClCl havde inden 7 elektroner i den yderste skal, nu hvor den har fået en mere, har
den også 8. i den yderste skal, og den er glad
D.P.S
Typer af Ioner
• Der findes to typer af Ioner
– De simple
– De sammensatte
• Disse deles op i to kategorier
– De som danner positive Ioner
– De som danner Negative Ioner
• De simple har vi allerede talt om, de består nemlig af et atom.
• H+ , Cl- , Mg2+ , og alle de andre vi har set på
• De sammensatte er som navnet siger, sat sammen af flere atomer.
• SO42- Sulfat-Ion
• NO3- Nitrat –Ion
• NH4+ Ammonium -Ion
• Disse 3 er en rigtig god ide, at lære udenad, da de kommer tit
igennem undervisningnen og vores forsøg.
D.P.S
Salte
• Negative og positive Ioner, går sammen og
danner salte
• Når salte er på fast form, danner de små
krystaller, som vi kender fx, fra køkkensalt.
• Vi siger at de sidder sammen i et krystalgitter
• Et andet navn er Iongitter
D.P.S
Krystalgitter
D.P.S
krystalgitter
• Dette kan lade sig gøre fordi, der mellem
ionerne, er stærke elektriske kræfter.
• At plus tiltrækkes af minus og om vendt
• Således er hvert Na+ omgivet af 6 Cl- og
modsat
D.P.S
Nedbrydning af Iongitter
• Vi arbejder med to måder til hvordan man kan
nedbryde gitteret.
• 1 blande det i vand
• 2 smelte det
• Når gitteret er nedbrudt , flyder Ionerne frit rundt
mellem hinanden.
• Derfor kan det lede en elektrisk strøm, da ionerne
tiltrækkes af elektriske poler
• Den temp. Hvorved et salt smelter, er meget
forskelligt.
D.P.S
Forskellige salte
•
•
•
•
•
•
NaCl køkkensalt
CaSO4 calcium sulfat
CuSO4 kobbersulfat
CaCO3 calcium carbonat
Alle er bygget op med et Iongitter.
Men fordi atomerne er forskellige bliver
gitternes form også forskellig
D.P.S
Krystalvand
• Mellem nogle Ioner i gitteret, er der så meget
plads, er der ligger vandmolekyler inde i
saltet.
• CuSO4 kobbersulfat
• I CuSO4 er der 5 H2O for hvert CuSO4
• Ved opvarmning fordamper vandet
• Saltet skifter farve fra blåt til gråt/hvidt
D.P.S
Navngivning af Ioner
• Foregår altid ud fra det atom, som den stammer fra
• Der kommer bare en endelse på
• De positive ioner får bare endelsen –ION på
– Al3+ aluminium-ion
• De negative skifter mere ud
• Først får de endelsen –ID på navnet
– F- flour-id-ion
• I enkelte tilfælde trækkes navnet sammen, som fx chlor
– Oxygenid-ion
 Oxid-ion
• Saltene navngives altid med den positive ion først
– Na+Cl-
NH4+ClD.P.S
Salte kan smelte is & sne
• Når knus is blandes med salt, vil saltet gå i forbindelse med
isen.
• Det sker hurtigere, hvis isen overflade er stor, som den
bliver når isen er knust
• Når det sker smelter isen, og vi får saltvand
• Saltvand har et lavere smeltepunkt end vand, og derfor er
det flydende ved lavere temp.
• Temp. Falder fordi omdannelsen fra fast is til flydende vand
kræver energi
• Energien får den fra selve blandingen
• Vi kunne også have tilført energien i form af varme
• når noget optager energi, resulterer det i et temperatur
fald
D.P.S