atomer, molekyler och joner - Åbo akademi · 2.2 kemiska lagar 2.3 daltons atomteori 2.4 tidiga...

Atomer, Molekyler och Joner

Kapitel 2

Kapitel 2

Innehåll

Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 2

Return to TOC

2.1 Kemins tidiga historia2.2 Kemiska lagar 2.3 Daltons atomteori2.4 Tidiga experiment att karaktärisera atomen2.5 Den moderna synen på atomstrukturen: en introduktion2.6 Molekyler och joner2.7 En introduktion till periodiska systemet2.8 Namngivning av enkla föreningar

Avsnitt 2.1

Kemins tidiga historia


Return to TOC

ca 1900:

Modern syn påatomen

Kemi – en ung vetenskapsgren?

500 0 500 1000 1500 2000

år

Eld

Kermamik

Ädelmetaller

Antikens grekland:

De fyra elementen

Atomos = odelbar

Medeltid:

Metallurgi Alkemister

Renässans:

Antikens idéer på nytt

Vetenskapliga metoder

1700 &1800-tal:

≈ alla grundämnen

Systematisering

Avsnitt 2.1



Return to TOC

Johan Gadolin

• född 5 juni 1760 i Åbo, död 15 augusti 1852 på Sunila säteri i Wirmo socken,

• kemist, fysiker och professor vid Kungliga Akademien i Åbo 1798-1822.

• Han upptäckte grundämnet yttrium 1794 och har fått grundämnet gadolinium uppkallat efter sig.

Avsnitt 2.1



Return to TOC

• Grekerna var de första att försöka förklara kemiska förändringar.

• Alkemin dominerade i 2000 år.Flera grundämnen upptäcktes.

Mineralsyror framställdes.

• Robert Boyle (1627-1691) var den förste “kemisten”.

Utförde kvantitativa experiment.


Avsnitt 2.1



Return to TOC

Alkemisternas symboler Jöns Jakob Berzelius (1779-1848)

Avsnitt 2.2Kemiska lagar


Return to TOC

Tre viktiga lagar

• Lagen om massans bevarande (1789 Lavosier)– massa kan varken skapas eller förstöras

• Lagen om definita proportioner (1806 Proust)– en given kemisk förening innehåller alltid samma

förhållande av de ingående grundämnena• Lagen om multipla proportioner (1803 Dalton)

– om två grundämnen A och B kan bilda fler än en kemisk förening är förhållandet mellan A:s massor som förenas med 1 g av B i de olika föreningarna alltid små hela tal

Avsnitt 2.2Kemiska lagar


Return to TOC

Kväve och syreatomer i olika föreningar

Avsnitt 2.3Daltons atomteori


Return to TOC

Grundämnen består av pyttesmå partiklar: atomer.

Atomerna i ett och samma grundämne är identiska.

Kemiska föreningar uppstår då olika atomslag

kombineras.

Kemiska reaktioner innebär en omorganisation av

atomer, atomerna förändras inte utan sättet hur de är

bundna till varandra

Daltons atomteori 1808



Return to TOC

Begreppskoll

Vilka av de följande koncepten i Daltons atomteori anses fortfarande gälla och vara sanna?

I. Grundämnen består av pyttesmå partiklar: atomer. II. Atomerna i ett och samma grundämne är identiska. III. Kemiska föreningar uppstår då olika atomslag

kombineras. IV. Atomer är oförstörbara (odelbara).



Return to TOC

• Gay—Lussacs observationerUppmätte volymer av olika gaser som reagerar med varandra vid ett visst tryck och en viss temperatur.

• Avogadros hypotesVid samma tryck och temperatur innehåller lika volymer av olika gaser samma antal partiklar (molekyler).

Gay-Lussac and Avogadro (1809—1811)



Return to TOC

Gay-Lussacs observationer



Return to TOC

Avogadros hypotes

Avsnitt 2.6Molekyler och joner


Return to TOC

• Kovalenta bindningarUppstår genom att elektroner delas av tvåatomer.Den resulterande atomsamlingen kallas molekyl.

Kemisk bindning



Return to TOC

Strukturformel förmetan

Rymdmodell förmetan

Photo © Brooks/Cole, Cengag Learning Company. All rightsreserved.

Kulmodell för metan

Ken O'Donoghue



Return to TOC

Covalent Bonding



Return to TOC

• JonbindningUppstår genom attraktionen mellan två olika laddade partiklar - joner.Jon – en atom eller molekyl som har en positiv eller negativ nettoladdning.Katjon – positiv jon; saknar elektron(er).Anjon – negativ jon; har extra elektron(er).

Kemisk bindning



Return to TOC

Natriumatomen förlorar en elektron



Return to TOC

Kloratomen mottar en elektron



Return to TOC

Natrium reagerar med klorgas, det bildas natriumklorid.



Return to TOC

Molekylära föreningar kontra jonföreningar



Return to TOC

Sammansatta joner är ”laddade molekyler”: NH4+, NO3¯

Photo © Brooks/Cole, Cengage Learning Company. All rights reserved.

Avsnitt 2.7En introduktion till det periodiska systemet


Return to TOC

• Metaller och icke-metaller• Grupper – grundämnen i samma kolumn har

liknande kemiska egenskaper• Perioder – grundämnen i samma rad

Periodiska systemet



Return to TOC



Return to TOC

Orientering i periodiska systemet

Grundämnen klassificeras efter:egenskaper (vertikalt) ”Grupper” ochstigande atomvikt (horisontalt) ”Perioder”

Några viktiga grupper1A = alkalimetaller2A = jordalkalimetaller7A = halogener8A = ädelgaser



Return to TOC

Tre halogener: klorgas, brom och jod

Photo © Brooks/Cole, Cengage Learning Company. All rights reserved.



Return to TOCLyijyElohopeaKultaAntimoniTinaHopeaKupariRautaPiiHappiTyppiHiiliVetyFinska

HgHydrargyrumKvicksilverAuAurumGuld

PbPlumbumBly

SnStannumTennStStibiumAntimon

AgArgentumSilverCuCuprumKopparFeFerrumJärnSiSiliconKiselOOxygenSyreNNitrogenKväveCCarbonKolHHydrogenVäteSymbolUrsprungligt namnSvenska

Symbol från ursprungligt namn

Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar


Return to TOC

Oorganisk kemisk nomenklatur

Kemiska föreningar namnges enligt vissa regler (IUPAC)

NAMNET SKALL VARAENKLAST MÖJLIGT samt

ENTYDIGT



Return to TOC

Systematisk namngivning av ämnen

• Au guld• NaCl natriumklorid• H2O diväteoxid• CaCl2 kalciumklorid• H2O2 väteperoxid• MnO2 mangan(IV)oxid• (NH4)2SO4 ammoniumsulfat• P2O5 difosforpentaoxid



Return to TOC

Binära Jonföreningar (typ I):

1. Katjonen f1. Katjonen föörst, sedan rst, sedan anjonenanjonen2. Monoatom2. Monoatomäär r katjon: grundkatjon: grundäämnesnamnetmnesnamnet

CaCa22++ = = kalciumkalciumjonjon3. Monoatom3. Monoatomäär r anjon:anjon: rotrot ++ --idid

ClCl¯̄ == klorklorididjonjon4. Saltet: katjonnamnet4. Saltet: katjonnamnet ++ anjonnamnetanjonnamnet

CaClCaCl22 == kalciumkloridkalciumklorid



Return to TOC

VäteLitiumNatriumKaliumCesiumBerylliumMagnesiumKalciumBariumAluminiumSilver

HydridFlouridKloridBromidJodidOxidSulfidNitridFosfid

Vanliga enatomära katjoner och anjoner



Return to TOC

Binära Jonföreningar (typ II):

1.1. FFöör metaller som kan bilda mer r metaller som kan bilda mer ään en n en slags katjon anvslags katjon anväänds en romersk siffra i nds en romersk siffra i namnetnamnet

ex: PbClex: PbCl22

PbPb2+2+ äär katjonen som r katjonen som äär tvr tvååvväärd (2+ rd (2+ →→ II)II)PbClPbCl22 = bly(II)klorid= bly(II)klorid



Return to TOC

Några vanliga enatomära kat- och anjonerna

Vanliga typ I katjoner

Vanliga typ II katjoner

Vanliga monoatomära anjoner



Return to TOC

Binära föreningar (typ III):

1.1. FFööreningar mellan reningar mellan två ickemetaller2.2. Det fDet föörsta grundrsta grundäämnet i formeln namnges fmnet i formeln namnges föörst.rst.3.3. Det andra grundDet andra grundäämnet namnges som om det mnet namnges som om det

vore en anjon.vore en anjon.4.4. AnvAnväänd prefix fnd prefix föör att ange atomfr att ange atomföörhrhåållandetllandet5.5. Men anvMen anväänd aldrig monond aldrig mono--

Ex: PEx: P22OO55 = difosforpentoxid= difosforpentoxid



Return to TOC



Return to TOC

Att namnge binäraföreningar



Return to TOC

Föreningar med sammansatta joner (typ IV):

1.1. Namnges som binNamnges som binäära jonfra jonfööreningar (typ I)reningar (typ I)2. Sammansatt katjon: jonnamnet2. Sammansatt katjon: jonnamnet

NH4+ = = ammoniumjon

3. Sammansatt anjon: jonnamnet 3. Sammansatt anjon: jonnamnet NONO33¯̄ = = nitratjonjon

4. Saltet: katjonnamnet + anjonnamnet4. Saltet: katjonnamnet + anjonnamnetNHNH44NONO33 = ammoniumnitrat= ammoniumnitrat



Return to TOC

Kvicksilver(I)AmmoniumNitritNitratSulfitSulfatVätesulfat

HydroxidCyanidFosfatVätefosfatDivätefosfat

Vanliga sammansatta katjoner och anjoner

TiocyanatKarbonatVätekarbonat

HypokloritKloritKloratPerkloratAcetatPermanaganatDikromatKromatPeroxidOxalat



Return to TOC

Övergripande strategi för namgivning av föreningar



Return to TOC

• känns igen på vätet som återfinns först i formeln t.ex. HCl.

• är binära jonföreningar med en eller fler H+ joner tillsammans med en anjon.

Syror



Return to TOC

• Om anjonen inte innehåller syre, namnges syran som en binär jonförening: väte+ anjonens namn.

• Exempel:HCl Väteklorid (saltsyra)HCN VätecyanidH2S Vätesulfid

Syror



Return to TOC

Namn på syror som inte innehåller syre

VätefluoridVätekloridVätebromidVätejodidVätecyanidVätesulfid



Return to TOC

• Om anjonen innehåller syre:Ändelsen –syra läggs till grundämnesnamnet om anjonen slutar på –at.

• Exempel:HNO3 Nitrat Salpetersyra

(salpeter ⇔ kväve)H2SO4 Sulfat SvavelsyraHClO3 Klorat Klorsyra

Syror



Return to TOC

• Om anjonen innehåller syre:Ändelsen –syrlighet ersätter syraändelsen om anjonens namn slutar på –it.

• Exempel:HNO2 Nitrit SalpetersyrlighetH2SO3 Sulfit SvavelsyrlighetHClO2 Klorit Klorsyrlighet

Syror



Return to TOC

Namn på syreinnehållande syror

SalpetersyraSalpetersyrlighetSvavelsyraSvavelsyrlighetFosforsyraÄttikssyra



Return to TOC

Namngivning av syror



Return to TOC

Övning

Vilken av de följande ämnen är namngivet felaktigt?

a) KNO3 kaliumnitrat b) TiO2 titan(II)oxidc) Sn(OH)4 tenn(IV)hydroxid d) PBr5 fosforpentabromid e) CaCrO4 kalciumkromat

atomer, molekyler och joner - Åbo akademi · 2.2 kemiska lagar 2.3 daltons atomteori 2.4 tidiga...

Documents