Materia
"allt som har både massa och volym"
• Allting består av materia:
– alla ämnen, växter, djur, DU, marken, luften, vattnet o.s.v..
ALLT består av materia!
Vad består då materia av?
Olika kemiska ämnen som är uppbyggd av extremt små
byggstenar, nämligen atomer.
Hur känner vi igen ett ämne?
Kemiska ämnen har olika egenskaper
• Lukt?
• Färg?
• Brännbart?
• Vattenlösligt?
• Massa - Lätt eller tungt?
• Ph - Syra eller Bas?
• Fast-flytande-gas?
• Smältpunkt? Kokpunkt?
• Densitet - Hårt eller mjukt?
• Magnetiskt?
• Leder ström?
• Leder värme?
Grundämne
Periodiska Systemet
Första versionen uppställdes av ryssen Dmitrij Mendelejev år 1869
Kemiska tecken
• Jöns Jacob Berzelius var en svensk kemist (1779-1848) som
införde kemiska tecken till alla grundämnen! Alla kemister i
hela världen använder dessa kemiska tecken.
• Ett kemiskt tecken består av en eller två bokstäver (ur ämnets
latinska namn). Tex:
– Järn, Fe (Ferrum)
– Syre, O (Oxygen)
Periodiska Systemet
Första versionen uppställdes av ryssen Dmitrij Mendelejev år 1869
Atom
En atom består av
- en atomkärna med protoner (+)
och neutroner
- elektroner (-) som snurrar runt
atomkärnan
Väteatom, H
+
Syreatom
(8 protoner, 8 neutroner och 8 elektroner)
---
--
--
----
--
Zinkatom
Atom
• I mitten av atomen finns en atomkärna.
• Atomkärnan består av protoner (positivt laddade) och
neutroner (ingen laddning, neutral).
• Runt om kärnan kretsar elektroner (negativt laddade)
• Det finns lika många protoner (positiva laddningar) som
elektroner (negativa laddningar) i en atom.
• Laddningarna tar alltså ut varandra och gör så att atomen i sin
helhet är elektriskt neutral.
Kemiska föreningar
• Molekylföreningar
• Jonföreningar (salter)
Molekyl
• När ett grundämne är bundet till ett annat grundämne kallas
gruppen (den kemiska föreningen) för en molekyl.
+
+
-
+
De gemensamma elektronerna kretsar då runt båda
atomkärnorna
Vatten, H2O
Syre (O)
Väte (H)
Väte (H)
Vatten, H2O
--
+
-
2 väteatomer, 2H
--
+
- -
--
---
----
Syreatom, O
--
Vattenmolekyl, H2O
+
- ---- -
--- --
--
--
+
-
Metanmolekyl, CH4
+
- -
4st Väteatomer, H
-
+
-
--
--- -
--
-
Kolatom, C
-+
-
--
+
-
Syrgas, O2
--
--
----
-- -
--
----- -
-- -
--
--
Dubbelbindning två elektroner kretsar runt båda atomkärnor
Koffeinmolekyl (=kaffe)
DNA är en jätte stor molekyl
Kemiska beteckningar för molekyler
• Varje atom betecknas med sitt kemiska tecken
• Antal atomer betecknas efter atomens kemiska tecknet
– CO2 (koldioxid)
– CH4 (metan)
• Antal molekyler betecknas innan molekyl beteckningen
– 2 CO2
– 3 CH4
VAD ÄR DET FÖR SKILLNAD PÅ 2O OCH O2?
VAD ÄR DET FÖR SKILLNAD PÅ 2O OCH O2?
• 2 O betyder att det finns två syreatomer.
• O2 betyder att syreatomerna sitter ihop i
en kemisk förening, molekyl.
Vad innebär 2O2?
• Svar: två syremolekyler.
+
• Vad innebär 3 O2?
=
2 O2
Vad är det för skillnad på
O2 och O3?
Vad är det för skillnad på
3O2 och 2O3?
Kemisk reaktion
• Nya ämnen bildas genom att molekylerna sätts ihop eller tas
isär.
• Atomerna försvinner aldrig! Lika många atomer finns innan
och efter reaktionen.
• En kemisk reaktion kan beskrivas med en reaktionsformel
Ämne + Ämne Nytt Ämne
Kemisk reaktion
Knallgas + värme bildar vatten
O2 + 2H2 2H2O
Fysikalisk reaktion
Is Vatten Vattenånga
H2O (fast) = H2O (flytande) = H2O (gas)
Värme gör att molekylerna rör sig mer.
Denna är inte en kemisk reaktion eftersom inget nytt ämne bildas!
Kemiska reaktioner
• Tenn smälter vid en viss temperatur och återfår sedan sina
ursprungliga egenskaper när det stelnar. (Fysikalisk
förändring)
• Magnesium (Mg), ett annat grundämne, är en metall med
andra egenskaper än tenn.
• Håller man magnesium över eld börjar den att brinna och
omvandlas då till ett helt nytt ämne med nya egenskaper!
• Man säger att det sker en kemisk reaktion.
Kemisk reaktion mellan magnesium
och syre
Kemisk reaktion mellan järn och svavel
• Om vi blandar exempelvis järn (Fe) och svavel (S) kan vi skilja
grundämnena åt med hjälp av en magnet. (en blandning)
• Om vi istället värmer Fe och S blandningen startar en kemisk
reaktion.
• Det nya ämnet som bildas kallas järnsulfid och har andra
egenskaper än de ursprungliga ämnena järn och svavel.
• I järnsulfiden är Fe och S atomerna bundna till varandra och
kan enbart skiljas åt på kemisk väg.
Kemisk reaktion mellan järn och svavel
REAKTIONSFORMEL
När man skriver en reaktionsformel använder man
ämnenas kemiska tecken.
Fe + S
FeS
• Det ska alltid finna lika många atomer av
varje grundämne på båda sidor om pilen!
• En järnatom + en svavelatom
•
Fe
+
S
en järnsulfidmolekyl
FeS
Om vi vill skriva reaktionsformeln för järn (Fe) och svavel (S)
går vi tillväga på följande sätt:
• Steg 1:
Fe + S
– Skriv de ämnen du har från början (Fe och S)
– Sätt ett plustecken mellan ämnena.
• Steg 2:
Fe + S
– Rita en pil efter ämnena
• Steg 3:
Fe + S
FeS
– Till höger om pilen skriver du det eller de ämnen som bildats.
• Fe + S
FeS
• De ämnen som du har från början kallas reaktanter.
• Det ämne du får kallas produkt.
• Reaktionsformeln för när magnesium brinner i
syre:
• 2Mg + O2
2MgO
• Varför ser formeln ut så?
• 2Mg + O2
2MgO
• Syre förkommer i luft som en gas, syrgas, vilket betyder att
syret är bundet till ett annat syre.
• Syrgas består av syremolekyler och ska därför skrivas O2.
• Vid reaktionen delar syremolekylen upp sig till två
syreatomer
2Mg + O2
2MgO
• Syreatomerna förenar sig sedan med varsin
magnesiumatom.
• Nytt ämne som har bildats kallas
magnesiumoxid (MgO).
• 2 Mg + O2
2 MgO
• Eftersom syret har två stycken syreatomer som sitter ihop i en
molekyl på vänster sida om pilen så måste det finnas med två
syreatomer även på höger sida om pilen.
• För att det ska vara jämvikt och reaktionen kunna äga rum
måste det finnas lika många magnesiumatomer som
syreatomer, eftersom att det är syret och magnesiumet som
reagerar.
•
Därför sätter man dit en 2:a framför Mg.
• 2Mg + O2
2MgO
• Kort och gott:
• Två magnesiumatomer reagerar med en syremolekyl,
bestående av två syreatomer, och ämnet som bildas
kallas magnesiumoxid.
• 2MgO betyder alltså att det har bildats två
stycken magnesiumoxidmolekyler.
En annan kemisk reaktion
Atomer som har förmågan att binda flera atomer kan
binda till varandra med olika geometriska mönster och
därmed bilda olika molekyler med olika egenskaper
• Kolföreningar
– Diamant
– Grafit
•
Diamant
–
–
–
–
–
–
•
Grafit
–
–
–
–
–
–
•
Består bara av kol
Hårt
Genomskinligt
Bryter ljus
Leder ej elektricitet
Mycket hög smp, 3600 °C
Består också bara av kol!
Fråga eleverna, var finns det? (I blyertspennorna!
Mjukt
Ogenomskinligt
Svart
Leder elektricitet (till viss del)
Skillnaden mellan diamant och grafit ligger i bindningen
Bindningen är viktig för ämnets kemiska egenskaper!
