Presentation om atomer, joner och kemiska reaktioner. Kemi för årskurs 7-9.

1. Kemi för årskurs 7-9
Atomer, joner och kemiska
reaktioner del 1
Lena Koinberg

2. Denna presentation innehåller
• I atomens inre
• Periodiska systemet
• Metaller

3. Atomens inre

4. Atomer, molekyler och kemiska
reaktioner
• All materia är uppbyggd av atomer.
• Atomer kan bilda större molekyler.
• Vid kemiska reaktioner bildas nya ämnen
genom att atomerna kombineras om till nya
ämnen.
• Exempel på reaktionsformel: C + O2 CO2

5. Atommodell
• Atomer är pyttesmå så det går inte att se vad
som händer vid en kemisk reaktion.
• En atommodell beskriver hur en atom är
uppbyggd.

6. Atommodell
• I atomens kärna finns positivt
laddade protoner.
• I atomens kärna finns också
elektriskt neutrala neutroner.
• Runt kärnan rör sig negativt
laddade elektroner.
• 1 protons laddning är lika stor som
1 elektrons laddning.
• En atom innehåller lika många
protoner som elektroner och är
elektriskt neutral.

7. Atomnummer
• Atomnummer: Antal protoner
• Masstal: Antal protoner + Antal neutroner
• Skillnaden mellan olika atomer är antalet
protoner som de har i atomkärnan.

8. Elektronskal
• Elektronerna är grupperade i olika skal.
• K: Innersta skalet, kan innehålla 2 elektroner.
• L: Nästa skal, kan innehålla 8 elektroner.
• Elektronskalen fortsätter sedan M, N, O, P och så vidare.
• Skal längre ut från kärnan kan innehålla fler elektroner.
M-skalet kan innehålla 18 elektroner och N-skalet kan
innehålla 32 elektroner.

9. Valenselektroner
• Elektroner fyller först det innerska elektronskalet.
När det är fullt så hamnar elektronerna i det
andra skalet, sedan i det tredje skalet o.s.v.
• Elektronerna i det yttersta skalet kallas för
valenselektroner.
• Valenselektronerna ger ett ämne dess kemiska
egenskaper.
• Atomer är stabila när de har alla elektronskal
fyllda.
• Atomer strävar efter att vara stabila.

10. Atommassa
• En väteatom har en proton och atomnummer 1.
• En väteatom väger 1,7*10-27 kg
(= 0,0000000000000000000000000017kg)
• Det är opraktiskt att möta atommassa i kg.
• Atommassa mäts i atommassenhet, u.
• 1 proton väger 1 u.
• 1 neutron väger 1 u.
• 99,9% av elektronens massa finns i kärnan. Då
elektronen väger så lite så är dess vikt försumbar.
Vi bortser därför från elektronens vikt.

11. Atommassa för några grundämnen
• Det är antalet protoner i atomkärnan som
avgör vilket grundämne det är.
• Antalet neutroner i atomkärnan kan variera.
• Tabellen visar exempel på atommassan för
några olika grundämnen.
Grundämne Antal protoner Antal neutroner Atommassa
Väte, H 1 0 1u
Helium, He 2 2 4u
Litium, LI 3 4 7u
Kol, C 6 6 12u

12. Isotoper
• En väteatom består alltid av 1 proton.
• Antalet neutroner kan variera för en väteatom.
• Olika varianter av ett grundämne kallas isotoper. De har
samma antal protoner, men olika antal neutroner.
• Väte har isotoperna Vanligt väte, Deuterium och Tritium.
Protoner Neutroner Atommassa
Vanligt väte 1 0 1u
Deuterium, Tungt väte 1 1 2u
Tritium, Extra tungt väte 1 2 3u

13. Periodiska systemet
Lena Koinberg

14. Periodiska systemet
• I det periodiska systemet finns alla
grundämnen med.
• Grundämnena är ordnade efter atomnumret
(antal protoner).
• Grundämnen med lika många
valenselektroner (elektroner i yttersta skalet)
är under varandra.

15. Perioder
• En rad kallas för en period.
• Alla grundämnen i en period har samma antal
elektronskal.

16. Grupper
• En kolumn kallas för en grupp.
• Alla grundämnen i en grupp har samma antal
valenselektroner, d.v.s. samma antal
elektroner i sitt yttersta elektronskal.
• Alla ämnen i en grupp har liknande
egenskaper

17. Antal valenselektroner
• Elektronerna i det yttersta skalet kallas för
valenselektroner.
• Det innersta elektronskalet, K-skalet, kan ha max
2 valenselektroner.
• Alla andra elektronskal kan ha max 8
valenselektroner.
• Ett elektronskal kan innehålla fler elektroner när
det inte är yttersta skalet än vad det kan göra när
det är yttersta skalet.
• Exempel: M-skalet kan ha max 8 elektroner när
det är yttersta skal.
M-skalet kan ha 18 elektroner när det finns andra
elektronskal utanför.

18. Ädelgaser
• Ädelgaser, har fulla yttre elektronskal.
• Helium har 2 valenselektroner. Övriga
ädelgaser har 8 valenselektroner.
• Eftersom ädelgaser har fyllda elektronskal så
deltar de inte i några kemiska reaktioner.

19. Ädelgasstruktur
• De grundämnen som inte har fullt yttersta
elektronskal vill få ett fullt skal.
• För att få fullt yttersta skal så reagerar
grundämnena. Vid reaktionen så lämnar de
ifrån sig eller tar upp elektroner.
• När ett grundämne reagerat och har fulla
elektronskal så har det fått ädelgasstruktur.

20. Metaller och icke-metaller
• Grundämnen delas in i metaller och icke-
metaller.
• Metaller har oftast 1-3 valenselektroner. De
kan lämna ifrån sig elektroner vid kemiska
reaktioner.
• Icke-metaller har oftast 4-6 valenselektroner.
De tar upp elektroner.
• Ett fåtal ämnen är halvmetaller.

21. Alkalimetaller
• Grupp 1, alkalimetaller har 1 valenselektron.
• Exempel: Väte, Litium, Natrium och Kalium.
• Reagerar mycket lätt med andra ämnen.
• Vill ge ifrån sig en elektron så att de får
ädelgasstruktur (fulla elektronskal).

22. Halogener
• Grupp 17, halogener har 7 valenselektroner.
• Exempel: Flour, Klor, Brom och Jod.
• Reagerar mycket lätt med andra ämnen.
• Vill ta upp en elektron så att de får
ädelgasstruktur (fulla elektronskal).

23. Övergångsmetaller
• Grupp 3-12 kallas övergångsmetaller.
• Exempel: Järn, Koppar, Titan och Nickel.
• Det är tunga metaller med hög smält- och
kokpunkt.
• De är hårda med hög hållfasthet.
• Övergångsmetallerna används för att tillverka
bilar, båtar, flygplan, byggnadskonstruktioner,
verktyg, m.m.

24. Metaller
Lena Koinberg

25. Metallers egenskaper
• Alla metaller har en blank yta (när de är
polerade).
• Alla metaller leder värme bra.
• Alla metaller leder elektricitet bra.
• De flesta metaller är tunga och hårda.
• De flesta metaller kan formas utan att gå av.
• De flesta metaller har hög smältpunkt.

26. Metallbindning
• Metallatomer hålls ihop av metallbindningar.
• I en metall så hålls alla atomerna i en metallbit
ihop av en enda stor bindning som är utbredd
över alla atomer. Elektronerna sitter inte riktigt
fast vid ”sin” atom. Elektronerna flyter istället
runt i metallen.
• Det är metallbindningen som gör metaller till bra
ledare.
• Det är också metallbindningen som ger
elektronerna sin glänsande yta. Det beror på att
ljuset ”studsar” mot bindningen.

27. Järn, Fe
• Kemiskt tecken: Fe
• Den metall som är viktigast för människan.
• Järn har framställts i Sverige i mer än 2000 år.
• Järnmalm innehåller olika järnoxider, dvs olika
blandningar av järn och syre.
• I en masugn blandas järnmalm, kol och
kalksten. Det värms till 1800°C samtidigt som
luft tillförs. Reaktioner sker då så att råjärn fås
fram. Råjärn innehåller 96% järn och ungefär
4% kolrester.
• Bilden visar en gotländsk järnyxa från
järnåldern.

28. Stål
• I en syrgasugn blåser man ner syrgas i det smälta
råjärnet. Syret reagerar då med kolet så att kolhalten
minskas. Denna process kallas för färskning.
• Järn med en kolhalt på 0,5-2% kallas för stål.
• Stål är starkt och formbart. Det används mycket vid
byggen, exempelvis i stålbalkar och armeringsjärn.
• Stål kan blandas med andra metaller.
• Rostfritt stål är en legering då stål blandats med krom.
Det används t.ex. i diskbänkar, kastruller och bestick.

29. Koppar, Cu
• Kemiskt tecken: Cu
• Leder ström mycket bra.
• Används i exempelvis elledningar,
vattenledningar, mynt (svenska tiokronan) och
mynt.
• Är en rödgul metall.

30. Aluminium, Al
• Kemiskt tecken: Al
• Det atomslag av metallerna som
det finns mest av i marken.
• En mycket lätt metall.
• Det är enkel att forma aluminium
och skapa olika föremål.
• Används i exempelvis
aluminiumfolie, burkar, bildelar,
flygplan och båtar.

31. Titan, Ti
• Kemiskt tecken: Ti
• En lätt och mycket stark metall.
• Titan stöts inte bort av kroppens vävnader.
Används därför av sjukhus vid operationer.
• Används i höftleder och knän.
• Titanskruvar används för att laga brutna ben
och för att skruva fast tandproteser i
käkbenet.

32. Zink, Zn
• Kemiskt tecken: Zn
• Reagerar lätt med luftens syre.
• Förzinkning: Ett metallföremål doppas ner i smält
zink. Föremålet får då en skyddande yta som gör
att det inte rostar.
• Exempel på föremål som förzinkas: Spik, skruv,
konservburkar och hela bilar.

33. Guld, Au
• Kemiskt tecken: Au
• Guld går att hitta i ren form i naturen.
• Guld är sällsynt och därför dyrt.
• Rent guld är gult.
• Guld är lätt att bearbeta och en hållbar metall.
• Används i smycken och kretskort.
• 24 karat betyder att det är rent guld.
18 karat är 75% guld och 25% andra metaller.

34. Ädla metaller
• Guld, silver och platina kallas för ädla metaller.
• De ädla metallerna går att hitta i ren form i
naturen eller i jordskorpan.
• De ädla metallerna har ofta använts som
betalningsmedel.
• Silver är den metall som har bäst
elektrisk ledning av alla metaller.
• Platina är den dyraste metallen.
• Platina stöts inte bort av kroppen och
används därför i olika tandmaterial.