Sellberg 2011

1. Periodiska systemet Periodiska systemet Periodiska systemet Periodiska systemet Atomens byggnad Sellberg 2011 Sellberg 2011 1

2. Historia Fem män Demokritos Dalton Joseph John Thomson Ernest Rutherford James Chadwick Sellberg 2011

3. Demokritos Dalton • 400-t f.kr. • Odelbar • 1700-t • Massiva kulor Sellberg 2011

4. Joseph John Thompson 1856-1940 • Upptäckte elektroner 1897 • Nobelpriset 1906 Sellberg 2011

5. Ernest Rutherford • Atomen har en positivt laddad kärna • Elektronerna bildar ett hölje Sellberg 2011

6. James Chadwick • Upptäckte neutronen 1932 • Fick Nobelpriset i fysik 1935 Sellberg 2011

7. En modell av en atom.Elektroner som far runt en kärna • Elektroner är negativt laddade • Elektroner är lätta • Kärnan är positivt laddad • Kärnan är tung • Kärnan är liten - + Sellberg 2011

8. Atomkärnan • Protoner är positivt laddade • Neutroner saknar laddning • Protoner och neutroner har ungefär samma massa • Nästan hela massan finns i kärnan + + + + + + Sellberg 2011

9. Laddning En proton (+) har lika stor laddning som en elektron (-). En atom innehåller lika många protoner som elektroner och är därför elektriskt oladdad. Sellberg 2011

10. Laddade atomer kallas joner • En atom eller molekyl som råkat få en eller flera elektroner för mycket kallas för en negativ jon • En atom eller molekyl som tappat en eller flera elektroner har ett överskott på positiva laddningar kallas för en positiv jon Sellberg 2011

11. Grundämne Antalet protoner (och antalet elektroner) bestämmer vilket grundämne atomen tillhör. En atom med 1 proton är en väteatom. En atom med 6 protoner är en kolatom. En atom med 8 protoner är en syreatom. En atom med 26 protoner är en järnatom. Antalet protoner i en atomkärna kallas för atomnumret Atomer med samma atomnummer tillhör samma grundämne. Sellberg 2011

12. Kemiskt teckenVarje grundämne har också en symbol, ett kemiskt tecken. • Väte har tecknet H Hydrogenium • Kol har tecknet C Carbonium • Syre har tecknet O Oxygenium • Järn har tecknet Fe Ferrum Sellberg 2011

13. Ibland används både kemiskt tecken och atomnummer samtidigt. Då skrivs atomnumret nere till vänster: Väte 1H Kol 6C Syre 8O Järn 26Fe Sellberg 2011

14. 89 grundämnen • Det finns 89 olika grundämnen i naturen -från väte 1H till uran 92U • Men det finns namn på 103 st . . . • . . . eller till och med 111 st . . . • Ungefär 40 st är intressanta för oss. Sellberg 2011

15. Antalet neutroner • De flesta atomer har minst lika många neutroner som protoner. • Man kan säga att protoner och neutroner utgör hela atomens massa. • Antalet protoner och neutroner kallas atomens masstal. Neutroner Protoner Sellberg 2011

16. Masstalet skrivs uppe till vänster • Väte 1 p 0 n • Kol 6 p 6 n • Syre 8 p 8 n • Järn 26 p 30 n Sellberg 2011

17. Isotoper, grundämnen med samma antal protoner men olika antal neutroner • Alla kolatomer har 6 protoner (annars är de inga kolatomer) • De flesta kolatomer har 6 neutroner • Men en del kolatomer har 7 neutroner • Och några få kolatomer har 8 neutroner, • kol-14 eller C-14 Olika isotoper av ett grundämne harsammakemiska egenskaper Sellberg 2011

18. Isotoper Grundämnet väte har 3 isotoper 1 Vanligt väte 2 Tungt väte, Deuterium 3 Extratungt väte,Tritium Sellberg 2011

19. Massa • En proton har massan 1u (unit) • En neutron har också massan 1u • 1u = 1,6605 x 10-27 kg • En atom har massan 16 u • eller 16 x 1,6605 x 10-27 kg Sellberg 2011

20. Molmassa För att lättare kunna väga och mäta rätta mängder använder man begreppet mol. En mol är 6 . 1023 stycken En atom kol har massan 12,01 u En mol kolatomer har massan 12,01 gram En molekyl vatten (H2O) har massan 1+1+16 = 18 u En mol vattenmolekyler har massan 1+1+16 = 18 g Sellberg 2011

21. Molmassa i praktiken Alla grundämnen har flera isotoper Kol består t.ex. till 99 % av och till 1 % av • Den genomsnittliga massan hos ett stort antal kolatomer är därför 12,01 g Sellberg 2011

22. Klor består till 75 % av och till 25 % av Atommassan för Cl är 0,75 x 35 g + 0,25 x 37 g = 35,5 g Molmassa i praktiken Sellberg 2011

23. Atommassa i periodiska systemet • De uppgifter om atommassan som finns i tabeller gäller alltid för den naturliga isotopblandningen för ämnet Sellberg 2011

24. Elektroner • Elektronerna bestämmer de kemiska egenskaperna: • De visar varför vissa ämnen reagerar med varandra. (men inte med andra?) • De visar varför vissa ämnen liknar varandra. Sellberg 2011

25. Bohrs atommodell • Elektronerna kan bara finnas i vissa bestämda banor eller skal runt kärnan • Det ryms bara ett visst antal elektroner i varje skal • Det innersta skalet kallas K-skalet sedan kommer L-skalet, M-skalet o.s.v. K-skalet rymmer 2 e- L-skalet rymmer 8 e- M-skalet rymmer 18 e- N-skalet rymmer 32 e- o.s.v. Sellberg 2011

26. Liknande ämnen under varandra • Mendelejev försökte gruppera ämnena så att de som liknar varandra också kommer nära varandra för att se om han kunde hitta något system Sellberg 2011

27. Reagerar inte med andra ämnen Sellberg 2011

28. Vi kallar dem Ädelgaser • nr 2, helium, He, har ett fullt K-skal (2 st) • nr 10, neon, Ne, har ett fullt K-skal (2) och ett fullt L-skal (8 st) • alla övriga har 8 i sina yttersta skal • detta gör dem stabila Sellberg 2011

29. Tappar gärna en elektron... Sellberg 2011

30. ...och bildar en positiv jon • Alla har en ensam elektron i det yttersta skalet. • genom att bli av med den får de 8 elektroner i sina yttersta skal. K K+ + e- Sellberg 2011

31. Vissa släpper två elektroner Sellberg 2011

32. ...och får två elektroner mindre än antalet protoner i kärnan • Alla har två ensamma elektroner i det yttersta skalet • de här ämnena bildar gärna tvåvärda positiva joner Sellberg 2011

33. Halogenerna tar upp en elektron Sellberg 2011

34. för att få ett fullt yttersta skal Genom att ta upp en elek-tron får halogenerna ett ”fullt” yttersta skal Samtidigt får de förstås en negativ laddning för mycket: de bildar en negativ jon Sellberg 2011

35. Elektronerna bestämmer egenskaperna Sellberg 2011

36. Metaller och icke-metaller Sellberg 2011

37. Vid rumstemperatur Sellberg 2011

38. Måste man kunna alla? Sellberg 2011

39. Sudoku? Sellberg 2011