Repetitionskompendium Grundläggande kemi Årskurs

Transkript

1 Repetitionskompendium Grundläggande kemi Årskurs

2 Innehållsförteckning 1 Atomer naturens egna byggstenar Molekyler är grupper av atomer Grundämnen och kemiska föreningar Kemiska reaktioner Fast, flytande och gas Kemiska formler Atomens delar Periodiska systemet Molekylbidning Joner Jonbindning, jonföreningar och metallbindning Blandningar Att separera ämnen Sammafattning... 34

3 1. Atomer naturens egna byggstenar Ett fåtal atomslag kan bygga upp enormt många olika ämnen. Man kan likna atomerna vid legobitar eller alfabetet. Ingen liknelse för atomer är perfekt, men idén att små byggstenar kan bygga något stort är viktig för att förstå atomer. Till exempel är din egen kropp uppbyggd av atomer. De vanligaste atomslagen i din kropp är kol, väte och syre. Atomerna är otroligt små (ca m i diameter) och de är ofattbart många. Atomerna upptäcktes (egentligen förutsågs) först av Demokritos ca 400 f kr men det var John Dalton som lyckades bevisa atomernas existens ca år Demokritos kallade sin upptäckt för atom efter det grekiska ordet för odelbar Begrepp Atom Atomerna är byggstenarna som bygger upp världen och allt levande som finns i den. Atomslag Precis som det finns olika sorters legoklossar finns det olika sorters atomer. Varje sådan sort kallas för ett atomslag. Några exempel på atomslag är kolatomer, väteatomer och syreatomer Exempelfrågor Fråga Svar 1 Ungefär hur många atomslag finns det? Ca 100 (120) 2 Vilka är de tre vanligaste atomslagen i Kolatomer, väteatomer och syreatomer din kropp? 3 Varifrån kommer ordet atom? Ordet atom är grekiska från början och betyder odelbar. 4 Vem bevisade att det finns atomer? Den engelske kemisten John Dalton

4 2. Molekyler är grupper av atomer Det är väldigt sällan som man hittar en ensam atom någonstans. Istället sitter de nästan alltid ihop i grupper, som kallas molekyler.en enkel men väldigt viktig molekyl är vattenmolekylen. Den är sammansatt av två väteatomer och en syreatom. I en enda vatendroppe finns det många miljoner vatenmolekyler. Vattenmolekylen består alltid av tre atomer. Andra molekyler kan ha ett annat antal. Det kan vara allt från två atomer till flera miljoner. två Atomerna hålls ihop av bindningar. I molekylmodellerna vi byggde fanns det pinnar av olika längd som höll ihop kulorna. I verkligheten finns inga pinnar. Men det finns ett slags klister som håller ihop atomerna. Ett sådant klister kallar vi en molekylbindning. Ofta säger man bara bindning. Varje bindning i en molekyl håller ihop två atomer men det kan finnas många bindningar, så en molekyl kan bestå av många atomer. I ett visst ämne sitter atomerna alltid ihop i samma ordning i molekylerna. Till exempel ser vattenmolekylen alltid ut som i bilden här ovanför Begrepp molekyl I en molekyl är det två eller flera atomer som sitter ihop i en grupp. vattenmolekyl En vattenmolekyl är en molekyl med två väteatomer och en syreatom. molekylmodell Molekylmodeller är modeller som hjälper oss att förstå hur molekyler ser ut och fungerar. molekylbindning En molekylbindning håller ihop två atomer i en molekyl Exempelfrågor Fråga 1 Hur många atomer brukar det vara i en molekyl? Svar Det kan vara allt från två atomer till flera miljoner atomer i en molekyl. Molekyler kan vara väldigt olika stora. 2 Varför behöver vi molekylmodeller? Atomer och molekyler är så små att vi inte kan se dem. Därför är det svårt att förstå hur de fungerar. Med modellerna kan vi skapa bilder av hur atomer och molekyler ser ut och fungerar

5 3. Grundämnen och kemiska föreningar Ett grundämne har bara ett atomslag. Till exemplen innehåller de tre ämnena syre, kol och guld bara en enda sorts atomer. Ett ämne som bara innehåller ett atomslag kallas för ett grundämne. Eftersom det finns ca 100 atomslag finnds det också lika många grundämnen. Syre, kol och guld är bara tre exempel. Även om grundämnen bara består av ett atomslag sitter de ändå ofta ihop i molekyler. Syre är ett exempel. Där sitter syreatomerna ihop två och två i syremolekyler. Grundämnet svavel är ett annat exempel som vi provade på när vi gjorde molekylmodeller. För svavel består molekylerna av åtta avavelatomer som sitter ihop i en ring. De flesta grundämnen är metaller. Mer än tre fjärdedelar av alla grundämnen är metaller. Alla metaller har vissa gemensamma egenskaper. Till exempel är de blanka och är bra på att leda elektricitet och värme. Icke-metaller, alltså den sista fjärdedelen av alla grundämnen, har väldigt olika egenskaper. Dessa är alltså alla grundämnen som inte är metaller och består av väldigt olika ämnen. Till ickemetallerna hör bland annat gaser som syre, väte och klor men till exempel också kol och svavel. Alla grundämnen har ett kemiskt tecken. Detta är ett internationellt överenskommet sätt att förkorta namnen på grundämnen. Alla kemiska tecken börjar med en stor bokstav och en del av dem har ytterligare en eller två bokstäver som ska vara gemena (små). De flesta kemiska beteckningar kan härledas ur ämnenas latinska namn. Den svenske vetenskapsmannen Jöns Jacob Berzelius (som har gett namn åt Berzeli Park i Stockholm) levde och var den som införde bokstavsbeteckningar som kemiska tecken för grundämnen. Berzelius upptäckte bland annat grundämnena kisel och selen. Exempel på grundämnen och deras kemiska beteckning: Grundämne Latinskt namn Kemisk beteckning Väte Hydrogenium H Syre Oxygenium O Kväve Nitrogenium N Kol Carbo C Klor Chlorium Cl Svavel Sulfur S Järn Ferrum Fe Kvicksilver Hydrargyrum Hg De latinska namnen är inte något som du måste kunna men de kanske kan vara till hjälp för att komma ihåg de kemiska beteckningarna.

6 Det periodiska systemet är en tabell där grundämnena är sorterade efter sina egenskaper. En liten notering om periodiska systemet ovan och er inlämningsuppgift. Som ni ser så är det här periodiska systemet förmodligen gjort av en engelsman. Helium (nr 2) till exempel som vi tycker upptäcktes av en svensk ritar de både en svensk och en brittisk flagga på och flera av de grundämnen vi hade som svenska i er undersökning är här engelska. Att fundera på när det gäller Yttrium (nr 39) är att det upptäcktes av den finske geologen Johan Gadolin (se nr 64) år Men då var Finland en del av Sverige så Y hör nog hemma i Sverige i alla fall... En kemisk förening innehåller flera atomslag. Eftersom de ca 100 atomslagen kan kombineras på oändligt många sätt så finns det väldigt många ämnen som är sammansatta av flera olika atomslag. Sådana ämnen kallas kemiska föreningar. En vattenmolekyl innehåller till exempel två atomslag två väte och en syreatom. Alltså är vaten en kemisk förening. Hittills känner kemisterna till ca 20 miljoner olika kemiska föreningar Begrepp grundämne metall icke-metall kemiskt tecken periodiska systemet kemisk förening Ett grundämne är ett ämne som bara innehåller en enda sorts atomer. Några exempel på grundämnen är väte och syre, men inte vatten. Metaller är en grupp av grundämnen med likadana egenskaper. Metallerna är bland annat blanka och leder elektricitet och värme. Icke-metaller är en grupp av grundämnen med väldigt olika egenskaper. Det gemensamma för dem är att de inte har samma egenskaper som metaller. Kemiska tecken är internationella förkortningar för namnen på alla de olika atomslagen. Periodiska systemet är en tabell där grundämnena är sorterade efter sina egenskaper. En kemisk förening är ett ämne som är sammansatt av olika atomslag.

7 3.2. Exempelfrågor Fråga Svar 1 Nämn några exempel på grundämnen Några exempel på grundämnen är syre, kol, guld, väte, svavel, klor och de olika metallerna. 2 Beskriv hur en syremolekyl är uppbyggd En syremolekyl är uppbyggd av två syreatomer som sitter ihop. 3 Vilka är de kemiska tecknen för väte, syre, Väte är H, syre är O, kväve är N och kol är C. kväve och kol? 4 Beskriv hur vattenmolekylen är uppbyggd I vattenmolekylen är det tre atomer, två väteatomer och en syreatom. Syreatomen sitter mellan de båda väteatomerna och hela molekylen liknar ett V.

8 4. Kemiska reaktioner Ämnen kan kombineras och bilda nya ämnen som kan ha helt andra egenskaper än ursprungsämnena. De båda gaserna väte och syre kan till exempel förvandlas till vätskan vatten. Om vi blandar vätgas och syrgas i en burk händr ingenting. Syrgasmolekylerna och vätgasmolekylerna rör sig runt i burken, men ingenting förvandlas. Men om vi tänder eld på gasblandningen så händer det något. Det blir en exposion och en knall! Därför kallas en blandning av syrgas och vätgas för knallgas. Vad är det då som händer när knallgasen exploderar? Jo, först gör värmen från elden att syrgasoch vätgasmolekylerna delar på sig till atomer. Sedan sätts atomerna ihop på ett nytt sätt så att det bildas vattenmolekyler. När vattenmolekylerna bildas släpps det loss en massa energi det är den energin som ger knallen. När atomer reagerar med varandra och bildar nya ämnen kallas det för att det sker en kemisk reaktion. Atomer kan aldrig försvinna. Kemiska reaktioner gör att ämnen förvandlas till nya ämnen, men det försvinner aldrig några atomer i processen. Alla atomer som fanns före reaktionen finns kvar efteråt men ingår då i nya molekyler. Atomer kan aldrig försvinna och det kan inte heller bildas nya atomer. I västvärlden använder vi mycket råvaror till vår konsumption. Det talas mycket om resurshushållning, alltså att vi ska spara så mycket som möjligt på resurser och framför allt att vi ska återvinna så mycket som möjligt. Om nu atomer alltid finns kvar, varför är det då så viktigt? Bilden här ovanför beskriver järnets kretslopp i vårt samhälle. Järnatomerna kommer in i kretsloppet till vänster genom att man bryter järnmalm (till exempel i Kiruna i norra Sverige). Antalet järnatomer i jordskorpan är ju inte oändligt och skulle vi ta alla järnatomer till de produkter vi ska skapa från järnmalm så skulle den ta slut ganska fort. Därför är det viktigt att vi återvinner så många järnatomer som möjligt. När våra bilar/kylskåp/broar/kugghjul eller vad det nu kan vara inte längre behövs är det viktigt att vi skickar tillbaka dem till stålproducenterna så att de kan användas på nytt. Vi kan vi som vanliga konsumenter i Värmdö göra genom att slänga vårt metallskrot på återvinningscentralerna i Brunn eller Hemmesta. Svenskarna är bra på att

9 återvinna järnatomer. Den som är nyfiken och vill veta mer om järn och stål kan läsa här: Det som gäller för järnatomer gäller förstås också för aluminium i aluminiumburken, plasten i plastförpackningen och men massa andra saker. Om man återvinner plasten i en plastburk så kan man använda atomerna i den till att göra ny plast. Om vi i stället bränner upp plastburken blir det bara rök, aska, koldioxid och vatten kvar. Det är mycket svårare att göra ny plast av dessa saker. Om man slänger den på en soptipp eller gräver ner dem någonstans i naturen blir det förstås också svårt att göra nya plastburkar av dem. Att på det här sättet ta vara på jordens resurser kallas för resurshushållning. Det är smart att bidra till resurshushållning eftersom det både skyddar miljön och gör att vi kan använda gammalt material för att göra nya saker Begrepp knallgas kemisk reaktion resurshushållning Knallgas är en blandning av vätgas och syrgas. Om man tänder eld på blandningen blir det en explosion (en knall) och så bildas det vatten. En kemisk reaktion är det som händer när kemiska ämnen byggs om till andra ämnen. Molekylerna tas isär och sätts ihop på nya sätt. Resurshushållning innebär att man sparar på jordens resurser och gör det lättare att använda atomerna igen, till exempel genom att lämna förpackningar och trasiga saker till återvinning Exempelfrågor Fråga 1 Det kinesiska ordet för kemi betyder förvandlingslära. Varför är det ett bra ord för kemi? 2 Vad händer om man tänder eld på knallgas? 3 Varför är det viktigt att vi återvinner material när ändå inga atomer kan försvinna? Svar Kemi handlar om hur ämnen byggs om och förvandlas till nya ämnen. Värmen från elden gör att syrgasmolekylerna och vätgasmolekylerna tas isär till syreatomer och väteatomer. Sedan sätts atomerna ihop på ett nytt sätt och blir vattenmolekyler. När syreatomerna och väteatomerna blir vattenmolekyler släpps det loss en massa energi. Det är det som ger knallen. Inga atomer försvinner, men det bildas inga nya heller. Om vi blandar allt avfall när vi slänger det eller bara lämnar det i naturen blir det mycket svårt att använda atomerna till nya saker. Men om vi istället sorterar och lämnar avfallet till återvinning kan man ta vara på atomerna och använda dem igen.

10 5. Fast, flytande och gas Ämnen kan finnas i tre olika former, så kallade aggregationstillstånd. Det är temperaturen som avgör om ett ämne är i fast form, flytande form eller i gasform. Vatten är ett ämne som vi alla är vana att se i alla tre aggregationstillstånden. Vatten i fast form kallar vi is. Men is kan smälta till vatten och vatten kan koka och bli en gas. Gasen av vatten kallar vi för vattenånga. Is, vatten och vattenånga innehåller precis samma sorts molekyler. Vattenmolekylerna byggs inte om som vid en kemisk reaktion utan ser likadana ut hela tiden. När vattenångan får svalna blir den vatten igen och om vi ställer vattnet i frysen så blir det is. De här omvandlingarna kallar vi för fysikaliska omvandlingar. Det finns särskilda ord för var och en av de fysikaliska omvandlingarna: Omvandling Namn på omvandlingen Namn på temperaturen då det händer Fast Vätska smältning smältpunkt Vätska Gas kokning (eller förångning) kokpunkt Gas Vätska kondensera kokpunkt Vätska Fast stelna fryspunkt Smältpunkt och kokpunkt är väldigt olika för olika ämnen. Vatten fryser som vi alla vet vid 0 C och kokar vid 100 C. När vi säger att ett ämne (till exempel järn) är fast, menar vi att det är fast vid rumstemperatur. Vatten är en vätska därför att rumstemperatur ligger mellan 0 och 100 C. Alla ämnen kan finnas i alla tre aggregationstillstånden (fast, flytande och gas). Det är bara olika svårt att få dem dit. Gaserna måste till exempel kylas ned väldigt mycket för att bli flytande och fasta och vissa metaller som till exempel volfram värmas upp mycket för att de ska bli flytande eller gas. Vatten är ett speciellt ämne eftersom det finns överallt runt omkring oss och för att vi använder det till så mycket. Därför har vattnets aggregationstillstånd fått egna unika namn. Vatten i fast form kallas för is och vatten i gasform kallas för ånga men de orden kan man inte använda för andra ämnen. Vi fortsätter att titta på vatten. Om vi tittar in i en isbit så långt in att vi kan se atomer och molekyler. Då ser vi att vattenmolekylerna ligger staplade på varandra i ett bestämt mönster. I ett fast ämne har varje molekyl en bestämd plats. Vi säger att de bildar en kristall. Det som gör att molekylerna hålls kvar på sina platser är en sorts bindningar mellan molekylerna, som är mycket svagare än molekylbindningarna inuti molekylerna. När vi värmer isbiten börjar molekylerna röra sig. De vaggar fram och tillbaka kring sin bestämda plats. Ju mer vi värmer, desto fortare rör de sig. Det är just det som värme är rörelse hos molekylerna.

11 Molekylerna rör sig mer och mer. När isen smälter bryter molekylerna sig loss ur det fasta mönstret och börjar glida runt varandra. Isen blir vatten, det fasta ämnet har blivit en vätska. I en vätska kan molekylerna röra sig ganska mycket och glida runt varandra, men de stannar ändå tillsammans. I vattenånga däremot rör sig molekylerna fritt. När du kokar vatten på spisen så får molekylerna till slut så mycket fart att de svaga bindningarna mellan molekyler inte alls kan hålla ihop längre. Varje molekyl är ensam och flyger iväg åt sitt eget håll. Därför har vattenånga och andra gaser ingen bestämd form eller volym. I stället brer de ut sig ända tills molekylerna stoppas av något. När du kokar vatten kan det vara locket på kastrullen, men om locket sitter för löst kan ångan lyfta bort det också. En vätska kan faktiskt bli gas utan att koka. Då säger vi att den avdunstar. Vatten som avdunstar från havsytan och sjöar bildar till exempel molnen på himlen. Förklaringen finns i värmerörelsen hos molekylerna. När två vattenmolekyler krockar kan det bli så att den ena får lite högre fart och den andra bromsas. Ibland får en molekyl så hög fart att den kan slita sig loss från vattenytan och bli vattenånga. Precis vid vattenytan kan vattenmolekylerna krocka med gasmolekyler i luften och stjäla fart från dem också. Det är därför som allt vatten kan avdunsta ur en skål med vatten om du låter den stå framme länge Begrepp fast form flytande form gasform fysikalisk omvandling smälta koka förångas kondensera stelna smältpunkt kokpunkt avdunsta När ett ämne är i fast form har varje molekyl i ämnet en bestämd plats. Det finns svaga bindningar mellan molekylerna som håller kvar dem på deras platser. När ett ämne är i flytande form glider molekylerna runt varandra. Bindningarna kan inte hålla kvar molekylerna på deras bestämda platser, men molekylerna stannar ändå tillsammans. När ett ämne är i gasform är varje molekyl ensam, eftersom bindningarna mellan molekylerna inte alls kan hålla ihop dem längre. När det är temperaturen och inte en kemisk reaktion som gör att ett ämne förändras är det en fysikalisk omvandling. Vid en fysikalisk omvandling byggs inte molekylerna om. När vatten fryser och blir is, eller när vatten kokar och blir vattenånga, är det fysikaliska omvandlingar. När ett fast ämne blir vätska smälter ämnet. När ett ämne kokar omvandlas det från vätska till gas. När en vätska blir gas förångas ämnet. När en gas blir vätska kondenserar ämnet. När en vätska blir ett fast ämne stelnar ämnet. Smältpunkt är den temperatur när ett fast ämne blir vätska. Kokpunkt är den temperatur när en vätska blir gas. När en vätska blir gas utan att den kokar avdunstar ämnet.

12 5.2. Exempelfrågor Fråga 1 Varför säger vi att syre är en gas, när det kan vara både en vätska och ett fast ämne också? 2 Förklara vad som händer med molekylerna om vi värmer upp is från -10 C till +110 C Svar Syre är en gas vid rumstemperatur. Det måste vara 183 C för att syre ska bli en vätska och 219 C för att det ska bli ett fast ämne. Vid 10 C är vattenmolekylerna is, det vill säga ett fast ämne. Mellan molekylerna finns det svaga bindningar som håller ihop dem i ett bestämt mönster. När vi värmer isen börjar molekylerna att röra sig. Till slut rör de sig så mycket att bindningarna mellan molekylerna inte kan hålla ihop molekylerna i det bestämda mönstret. Vattenmolekylerna glider runt varandra, men de håller fortfarande ihop. Isbiten blir flytande vatten. Det händer vid vattnets smältpunkt (0 C). Om vi fortsätter värma vattnet rör sig vattenmolekylerna ännu snabbare. Till slut håller de inte ihop alls utan varje molekyl blir ensam och sticker iväg åt sitt eget håll. Det flytande vattnet blir en gas, som kallas vattenånga. Det börjar hända vid +100 C. När vi fortsätter värma till +110 C händer det inget annat än att vattenmolekylerna fortfarande är ensamma. 3 Vad är värme för någonting? Värme är rörelse hos molekylerna.

13 6. Kemiska formler En molekylformel beskriver molekylen. Ett praktiskt sätt att beskriva en molekyl är att skriva en molekylformel. Då använder man de kemiska tecknen för att tala om vilka atomer som finns i molekylen och hur många de är. Vi tar väte som exempel. I vätgas finns inga ensamma väteatomer. Istället sitter väteatomerna ihop två och två i molekyler. Tecknet för en väteatom är H. För att visa att det är två atomer som sitter ihop skriver vi en liten tvåa snett nedanför till höger om H. Molekylformeln för väte är alltså H 2. På liknande sätt blir molekylformeln för syre O 2 och för svavel S 8. Om vi vill tala om att vi har flera likadana molekyler, till exempel tre vätemolekyler, sätter vi en trea före molekylformeln. Vi skriver alltså 3H 2. Om det inte står någon siffra alls framför molekylen betyder det att det bara finns en sån molekyl. Väte, syre och svavel är grundämnen men vi kan naturligtvis skriva molekylformler för kemiska föreningar också. I en vattenmolekyl finns det två väteatomer och en syreatom. Molekylformeln skrivs därför H 2 O. Eftersom det bara finns en syreatom i molekylen behöver vi inte skriva någon siffra för den. Det är inte så lätt att veta att H 2 ska stå före O. Det finns särskilda regler för ordningen på atomslagen i en molekylformel men de behöver du inte lära dig. Däremot kommer du att få lära dig hur några vanliga molekyler skrivs. Molekyl Modell Molekylformel Vätemolekyl H 2 Syremolekyl O 2 Kvävemolekyl N 2 Svavelmolekyl S 8 Vattenmolekyl H 2 O För att beskriva en kemisk reaktion kan vi skriva en reaktionsformel. Den ser nästan ut som en ekvation i matten. Till vänster skriver vi molekylformlerna för de ämnen som finns från början. Sedan ritar vi en pil som visar att det blir en kemisk reaktion. Efter pilen skriver vi formlerna för de ämnen som bildas vid reaktionen. Så här ser till exempel reaktionsformeln ut när det bildas vatten ur vätgas och syrgas. 2 H 2 + O 2 2 H 2 O

14 När man har skrivit en reaktionsformel ska man alltid kontrollera att det finns lika många atomer före och efter pilen. Inga atomer kan ju försvinna och inga nya kan bildas. Om vi räkar i bilden här ovanför ser vi att det är 4 väteatomer och 2 syreatomer före pilen och exakt lika många efter. Formeln stämmer alltså Begrepp molekylformel Med en molekylformel kan vi visa vilka atomslag som finns i en molekyl, och hur många atomer det finns av varje atomslag. reaktionsformel Med en reaktionsformel kan vi visa vad som händer i en kemisk reaktion. Vi använder reaktionsformler för att tala om vilka ämnen som fanns före reaktionen och vilka ämnen som bildades i reaktionen Exempelfrågor Fråga Svar 1 Vad betyder siffran 2 i molekylformeln för syre, O 2? Siffran 2 i O2 talar om att det finns 2 syreatomer i syremolekylen. 2 Vad betyder siffran 3 i 3 H 2 O? Siffran 3 i 3 H2O betyder att det finns 3 vattenmolekyler. 3 Skriv molekylformlerna för väte Molekylformeln för väte är H2 och för syre O2. och syre? 4 Hur ser reaktionsformeln ut när syrgas och vätgas bildar vatten? Förklara de olika delarna av formeln. 2 H2 + O2 2 H2O. Från början har man två vätemolekyler och en syremolekyl (till vänster om pilen). De tas isär och byggs om till två vattenmolekyler (till höger om pilen).

15 7. Atomens delar Demokritos hittade på namnet atom från grekiskans odelbar. Men atomen är inte odelbar utan består av mindre delar, nämligen protoner, elektroner och neutroner. I mitten av alla atomer finns en atomkärna. I den finns protoner och neutroner. Det är antalet protoner som bestämmer vilket atomslag atomen tillhör. En väteatom har alltid en enda proton, en heliumatom har två. En syreatom har åtta protoner och en järnatom 26. Runt atomkärnan kretsar små partiklar i mycket hög hastighet. Dessa kallas elektroner. Det är elektronerna som gör att det över huvud taget kan bli bindningar mellan atomer och att det kan ske kemiska reaktioner. Protoner och elektroner (men inte neutroner) har elektrisk laddning. Protonerna är positivt laddade (+) och elektronerna negativt laddade (-). Partiklar med olika laddning dras till varandra medan partiklar med samma laddning stöter bort varandra. Det gör att elektronerna hålls kvar runt kärnan. Men eftersom de har så hög hastighet kan de faktiskt aldrig dras in i atomkärnan. En atom har lika många protoner och elektroner och har därför lika många plus- och minusladdningar. Det gör att laddningarna tar ut varandra och atomen som helhet är elektriskt neutral (oladdad). Neutronerna finns tillsammans med protonerna i atomkärnan. De behövs för att atomkärnan ska hålla ihop. De positivt laddade protonerna bestämmer ensamma vilket atomslag atomen tillhör men om vi bara hade protoner i atomkärnan skulle deras positiva laddningar göra att de stötte bort varandra och atomkärnan splittrades. Genom att blanda upp protonerna med neutroner undviker naturen att atomkärnorna går sönder. Atomer av samma atomslag kan innehålla olika många neutroner. Atomslaget bestäms ju enbart av antalet protoner så om det finns olika många neutroner så är det fortfarande samma ämne. Vi tar väte som exempel. Vanligt väte har en kärna med en proton och inga neutroner. Det finns andra, mer ovanliga, varianter av väte som har en eller två neutroner i kärnan. En väteatomer med en neutron kallas deuterium och med två neutroner kallas den tritium. Vi säger att de tre olika typerna av väteatomer är olika isotoper av väte. Ordet isotop kommer från grekiskan och betyder samma plats. Alla de tre isotoperna av väte har en enda proton och därför finns de på samma plats i periodiska systemet. Alla väteisotoper har också en enda elektron. Därför fungerar de likadant i kemiska reaktioner. Det är ju elektronerna som avgör hur ett atomslag reagerar. På liknande sätt finns det flera olika isotoper av andra atomslag. Kanske har du hört talas om Kol-14-metoden för att åldersbestämma mycket gamla saker. Kol-14 är en isotop av kol med 8 neutroner i kärnan.

16 För att en atomkärna ska vara stabil och hålla ihop måste den innehålla lagom många neutroner. Om en isotop av ett ämne har fel antal neutroner är atomkärnan inte stabil utan kan falla sönder. En isotop som kan falla sönder av sig själv kallas radioaktiv. När den faller sönder skickar den ut olika sorters strålning. Strålningen från radioaktiva ämnen är skadlig för människroppen. Den är väldigt energirik och kan därför slita sönder viktiva molekyler i levande celler, till exempel DNA-molekyler i vår arvsmassa. Det kan bland annat leda till cancer. Men strålning kan också användas till att bota. Radioaktiva isotoper används för att behandla cancer. Samma egenskap som är skadlig används här men då för att skada cancercellerna. Hur listade man då ut att atomen är uppbyggd av protoner, neutroner och elektroner? Det fanns många teorier men 1909 gjorde den engelske kemisten Ernest Rutherford (se atomnr 104) ett viktigt experiment. Han prövade att skicka en stråle av positiva partiklar mot en mycket tunn guldfolie. De flesta partiklarna åkte rätt igenom folien, det mesta av en atoms volym består av tomrummet mellan kärna och elektroner. Men några få partiklar studsade tillbaka från guldfolien. Rutherford gissade då att det måste finnas en liten positiv kärna i mitten av guldatomerna. Om hans stråle kom rakt emot en guldatomkärna så studsade den tillbaka. Men de allra flesta partiklarna hamnade mellan atomkärnan och elektronerna och kunde åka rätt igenom. Rutherford drog slutsatsen att elektronerna måste vara mycket små och röra sig runt kärnan. Modellen förbättrades några år senare av Rutherfords elev, dansken Niels Bohr. Båda fick Nobelpriset för sina upptäckter Begrepp proton Protoner är en av de partiklar som atomer är uppbyggda av. Protonerna finns i atomkärnan, i mitten av atomerna. Det är antalet protoner som bestämmer vilket atomslag det är. Till exempel har alla väteatomer en proton och alla syreatomer har åtta protoner. Protoner är positivt laddade. elektron Elektroner är en av de partiklar som atomer är uppbyggda av. Elektronerna kretsar runt atomkärnan med hög hastighet. Elektronerna är negativt laddade. En atom har alltid lika många elektroner och protoner. Därför är hela atomen oladdad (neutral). Det är elektronerna som gör att det kan bli bindningar mellan atomer och att det kan bli kemiska reaktioner. neutron Neutroner är oladdade partiklar som finns i de flesta atomkärnor. Neutronerna har ingen betydelse för bindningar och kemiska reaktioner. Men de behövs för att hålla ihop atomkärnan. De gör att de plusladdade protonerna inte stöter bort varandra. atomkärna Atomkärna är en del av en atom, som finns mitt inne i atomen. Det är i atomkärnan som protonerna och neutronerna finns. isotop Isotoper är olika varianter av ett atomslag, med olika många neutroner. Ett exempel är de tre olika isotoperna av väte. I vanligt väte finns det ingen neutron i atomkärnan. I deuterium finns det en neutron, och i tritium finns det två neutroner. radioaktiv Att en isotop är radioaktiv betyder att den kan falla sönder och skicka ut strålning. Anledningen är att isotopen innehåller fel antal neutroner, så att atomkärnan inte kan hålla ihop hur länge som helst. Strålningen från radioaktiva ämnen är skadlig. Den är väldigt energirik och kan därför slita sönder viktiga molekyler i levande celler, till exempel DNA-molekyler. Det kan bland annat leda till cancer.

17 7.2. Exempelfrågor Fråga 1 Beskriv hur en atom är uppbyggd 2 Vad är det som bestämmer vilket atomslag en atom tillhör? 3 Varför är en atom neutral (oladdad)? 4 Rutherford skapade sin atommodell utan att kunna se vare sig protoner eller elektroner. Berätta hur han bar sig åt. Rita gärna en skiss som visar vad som hände. 5 Vilken uppgift har neutronerna i atomkärnan? 6 Varför är strålningen från radioaktiva ämnen farlig? 7 Hur kan man använda strålning frå radioaktiva ämnen för att behandla cancer? Svar I atomkärnan finns protoner och neutroner. Protonerna har positiv laddning medan neutronerna saknar laddning (är neutrala). Elektronerna har negativ laddning och kretsar runt atomkärnan med hög hastighet. Det är antalet protoner som bestämmer vilket atomslag det är. En atom har alltid lika många protoner och elektroner. Därför tar de positiva och negativa laddningarna ut varandra, så att hela atomen blir oladdad (neutral). Rutherford prövade att skicka en stråle av positiva partiklar mot en mycket tunn folie av guld. De flesta partiklarna åkte rätt igenom folien, men några studsade tillbaka. För att kunna förklara det gissade Rutherford att det fanns en liten positiv kärna i mitten av guldatomerna. Om en partikel från hans stråle kom rakt emot en guldatomkärna, så studsade den tillbaka. Men de allra flesta partiklarna hamnade mellan atomkärnan och elektronerna och kunde åka rätt igenom. Rutherford drog slutsatsen att elektronerna måste vara mycket små och röra sig runt kärnan. Neutronerna behövs för att hålla ihop atomkärnan. De gör att de plusladdade protonerna inte stöter bort varandra. Strålningen är farlig därför att den kan slita sönder viktiga molekyler i levande celler, till exempel DNA-molekyler. Det kan leda till cancer. Eftersom strålningen kan skada och döda celler, kan den även döda cancerceller. Men det gäller att se till att den bara dödar cancercellerna och inte andra celler.

18 8. Periodiska systemet Under 1800-talet började kemisterna förstå skillnaden mellan grundämnen och kemiska föreningar. De lärde sig mer och mer om atomer och insåg så småningom att varje grundämne består av ett enda slags atomer. Men det finns ju så många olika grundämnen hur skulle kemisterna hålla reda på alla? Många försökte ordna grundämnena i något slags mönster, men de fick det aldrig att fungera perfekt. En kväll i februari år 1869 satt den ryske kemiprofessorn Dimitrij Mendelejev (se nr 101) och skrev en lärobok. Han tänkte att det kanske skulle vara lättare att lära ut grundämnena om man delade in dem i grupper. Han skrev upp alla kända grundämnen på små kort. Sedan började han placera ut korten i ordning efter hur tunga atomerna var. Plötsligt gjorde han en upptäckt. Om han lade korten i ett slags rutmönster, hamnade ämnen med liknande egenskaper rakt under varandra. Mendelejev hade skapat det periodiska systemet. Det periodiska systemet är en tabell över alla grundämnen och atomslag. Varje atomslag har ett nummer. Det kallas för atomnummer och talar om hur många protoner atomslaget har. Väte är det enklaste atomslaget och har bara en proton. Därför har det atomnummer 1 och kommer först i det periodiska systemet. Sedan har varje nytt atomslag en proton mer än atomslaget innan. De vågräta raderna i systemet kallas perioder och de lodräta för grupper. Grundämnen i samma grupp har liknande egenskaper. Ett exempel är grupp 18 ädelgaserna. Där finns bland annat helium (He) och neon (Ne). Ädelgaserna vill inte bilda föreningar med andra atomer. Istället vill varje atom vara för sig själv. Den egenskapen gäller för alla ämnen i ädelgasgruppen. Elektronerna finns i skal. De rör sig inte hur som helst runt atomkärnan utan istället finns de på bestämda nivåer utanför kärnan. Nivåerna kallas för elektronskal. Alla skal har plats för mer än en elektron. I det innersta skalet (kallas för k-skalet) får det bara plats två elektroner. I de andra skalen, som ligger längre ut från kärnan, finns det plats för fler. Lite förenklat kan man säga att skalen har plats för åtta elektroner var. Om vi tittar i det priodiska systemet ser vi att atomerna får fler och fler elektroner ju högre atomnummer de har. Först fylls det innersta skalet på. Nör det är fullt hamna elektronerna i det andra skalet, sedan i det tredje skalet och så vidare. Ädelgaserna har fulla elektronskal. Det kan hjälpa oss att förklara ädelgasernas egenskaper. Det som är gemensamt för alla atomslag i ädelgasgruppen är nämligen att de har helt fulla elektronskal. Helium finns högst upp i gruppen och har atomnummer 2. Heliumatomen har alltså två protoner och två elektroner. Det betyder att det första skalet är fullt. Neon har atomnummer 10 och alltså tio protoner och tio elektroner. Två av elektronerna finns i det första elektronskalet

19 och åtta i det andra skalet. Båda skalen är alltså fulla. Om vi fortsätter nedåt i gruppen visar det sig att argon har tre fulla skal, krypton har fyra och så vidare. Det går alltså att förklara egenskaperna hos ädelgaserna grupp 18 med hjälp av elektronskalen, men går det att göra samma sak med atomslagen i grupp 17 (kallas halogener)? Högst upp i gruppen finns atomslaget fluor. Fluor har atomnummer 9 och alltså nio protoner och nio elektroner. Två av elektronerna finns i det första skalet och de andra sju i det andra skalet. Mn i det andra skalet finns det plats för åtta elektroner. Alltså är det inte riktigt fullt. Det yttersta skalet på en atom kallas valensskalet och de elektroner som finns där kallas valenselektroner. Om vi räknar efter ser vi att de andra atomslagen i den här gruppen också har sju valenselektroner. Det är det som gör att de har liknande egenskaper. På samma sätt är det med de övriga grupperna i det periodiska systemet. Varje grupp har ett visst antal valenselektroner. Till exempel har atomerna i grupp 1 en valenselektron och de i grupp 2 har två. Halogenerna i grupp 17 reagerar väldigt lätt med många andra ämenen. När halogenerna är i sin grundämnesform är de giftiga. Alla grundämnen i grupp 1 (utom väte) är metaller. De kallas alkalimetaller. Litiuim, natrium och kalium är några exempel. Alkalimetallerna reagerar också mycket lätt med anra ämnen. När de reagerar med vatten blir det en exposion Begrepp periodiska systemet atomnummer period grupp ädelgaser elektronskal valensskal valenselektroner halogener alkalimetaller atomslag grundämne Periodiska systemet är en tabell över alla grundämnen och atomslag. De är ordnade efter hur tunga atomerna är och vilka egenskaper grundämnena har. Det var den ryske kemisten Mendelejev som skapade periodiska systemet på 1800-talet. Atomnummer är det nummer som varje atomslag har. Det talar om hur många protoner det finns i atomen. En period är en vågrät rad i det periodiska systemet. En grupp är en lodrät kolumn i det periodiska systemet. Grundämnen i samma grupp har liknande egenskaper. Ädelgaserna är en grupp i det periodiska systemet (grupp 18). Där finns bland annat helium och neon. Grundämnena i den gruppen vill inte bilda föreningar med andra atomer. Istället vill varje atom vara för sig själv. Ädelgasatomerna har alltid fulla valensskal. Elektronskal är de olika nivåer utanför atomkärnan där elektronerna kan finnas. I det innersta skalet får det bara plats två elektroner. I de andra skalen kan man säga att det får plats åtta i varje skal. Valensskalet är det yttersta elektronskalet i en atom. Valenselektroner är de elektroner som finns i valensskalet, alltså i atomens yttersta elektronskal. Halogener är en grupp i det periodiska systemet (grupp 17). Där finns bland annat fluor och klor. Halogenatomerna reagerar väldigt lätt med andra ämnen. När halogenerna är i sin grundämnesform är de giftiga. Alkalimetaller är en grupp i det periodiska systemet (grupp 1, utom väte). Där finns bland annat natrium och kalium. Alkalimetaller reagerar mycket lätt med andra ämnen. När de reagerar med vatten blir det en explosion. Ett atomslag är en bestämd sorts atomer, till exempel svavelatomer eller syreatomer. Ett grundämne är ett ämne som bara innehåller ett enda atomslag, till exempel svavel eller syrgas. Ibland använder kemisterna ordet grundämne även när de menar atomslag.

20 8.2. Exempelfrågor Fråga 1 Vem skapade det periodiska systemet? 2 Förklara varför ämnen som tillhör samma grupp i periodiska systemet har liknande egenskaper 3 Skriv ner några grundämnen du känner till. Leta upp dem i periodiska systemet och anteckna deras kemiska tecken och atomnummer. 4 Atomslagen i en grupp har lika många valenselektroner. Vad har atomslagen i en period gemensamt? Svar Det var den ryske kemisten Dimitrij Mendelejev som skapade det periodiska systemet år Alla grundämnen som står i samma grupp har lika många valenselektroner, alltså lika många elektroner i sitt yttersta skal. Det är därför de har liknande egenskaper. Här finns det inget bestämt facit. Du hittar information i det periodiska systemet. Det här svaret står inte uttryckligen i tenxten, men du kan lista ut det med hjälp av det som du har lärt dig. Det som atomslagen i en period har gemensamt är att de har samma nummer på sitt valensskal. I period nummer 1 är det första (innersta) elektronskalet valensskalet. I period nummer 2 är det andra elektronskalet valensskal och så vidare.

21 9. Molekylbidning Atomer vill bli fulla. Alltså atomerna vill gärna att deras valensskal ska bli fullt. Det är ju bara ädelgasernas atomer som har fulla valensskal. Alla andra atomer måste bilda molekyler för att valensskalen ska bli fulla. Vi tar återigen väteatomen som exempel. Den har bara en valenselektron men i det första skalet finns det plats för två valenselektroner. Alltså behöver väteatomen en elektron till för att få ett fullt valensskal. Det får den genom att bilda en molekyl tillsammans med en annan väteatom. Då delar de två väteatomerna sina två elektroner med varadra. Varje väteatom tycker att den har två valenselektroner och alltså ett fullt valensskal. Det är alltid på det sättet som atomerna i en molekyl sitter ihop de delar valenselektroner med varandra.vi säger att atomerna hålls ihop av en molekylbindning. Det förklarar varför väteatomen aldrig har mer än en bindning. Så fort den får dela elektroner med en annan atom har den fått fullt valensskal och blir nöjd. I alla ämnen som består av molekyler är dt molekylbindningar som håller ihp atomerna. När vi ritar en bindning som ett streck mellan två atomer betyder det att atomerna delar på två valenselektroner, alltså ett elektronpar. Molekylbindningar kallas därför också elektronparbindningar. I dubbel och trippelbindningar delar de båda atomerna på två eller tre elektronpar. Metanmolekylen har fyra bindningar. Den består av en kolatom och fyra väteatomer (kemisk beteckning CH 4 ). Kolatomer har atomnummer 6 och därför sex elektroner. De två första elektronerna fyller det första skalet och de övriga fyra finns i det andra skalet. Men det andra skalet har plats för åtta elektroner. Därför vill kolatomen ha fyra elektroner till för att få ett fullt valensskal. Det kan den få om den delar elektronpar med fyra andra atomer, till exempel fyra väteatomer. Varje valenselektron från kolatomen bildar då ett par med en elektron från en väteatom. På så sätt får både kolatomen och väteatomerna sina valensskal fyllda. Molekylen som bildas heter metan. När en atom har fått ett fullt valensskal liknar den en ädelgasatom. Därför säger vi att atomen har fått ädelgasstruktur.

22 9.1. Begrepp molekylbindning elektronpar Molekylbindning är den typ av bindning som finns mellan två atomer i en molekyl. Molekylbindningen uppkommer när två atomer delar valenselektroner med varandra. Anledningen till att de delar elektroner med varandra är att de vill ha fulla valensskal. Ett elektronpar är de två elektroner som atomerna delar med varandra i en molekylbindning. När vi ritar molekylbindningen som ett streck, så står strecket egentligen för ett elektronpar. elektronparbindning Elektronparbindning är ett annat namn på molekylbindning. ädelgasstruktur När en atom har fått ett fullt valensskal liknar den en ädelgasatom. Det är det som är ädelgasstruktur Exempelfråga Fråga 1 I en syremolekyl (O 2 ) hålls syreatomerna ihop av en dubbelbindning. Förklara vad det betyder och varför atomerna är nöjda då. Svar Det här står inte uttryckligen i texten, men du kanske kan lista ut det med hjälp av det som du har lärt dig. Dubbelbindningen i syremolekylen betyder att de båda syreatomerna delar på två elektronpar. Innan atomerna är bundna till varandra har varje syreatom sex valenselektroner, men de vill ha åtta. När de delar på två elektronpar tycker varje atom att den har åtta valenselektroner fyra stycken som den har helt för sig själv plus de fyra som ingår i elektronparen.

23 10. Joner En atom har ju lika många protoner som elektroner. En väteatom har till exempel en enda proton och en enda elektron medan en järnatom har 26 protoner och 26 elektroner. Protonen är positivt laddad och elektronen är negativt laddad. I atomen finns alltså lika många positiva och negativa laddningar. De tar ut varandra så att atomen som helhet blir oladdad. Vi kan också säga att atomen är neutral. En jon har olika många protoner och elektroner. Vissa atomslag kan dra till sig extra elektroner. Andra fungerar tvärtom och vill gärna lämna ifrån sig elektroner. I båda fallen får vi en byggsten som har olika många elektroner och protoner. Därför är den inte neutral utan har en elektrisk laddning. En sådan byggsten kallas en jon. Namnet på en positiv jon får man helt enkelt genom att lägga till jon till atomslagets namn. Järnatomer bildar till exempel positiva joner som heter järnjoner. För att få namnet på en negativ jon skjuter man oftast in ändelsen id före jon. Kloratomer bildar negativa joner, och de heter alltså kloridjoner. Metaller och väte lämnar gärna ifrån sig en elektron och bildar positiva joner medan icke-metaller gärna tar upp en elektron och bildar negativa joner. Det här beror på hur många valenselektroner atomslagen har och därför hur de lättast kan få ädelgasstruktur (fullt valensskal). Metallatomer och väteatomer har inte särskilt många valenselektroner. För dem är det lättast att ge bort valenselektronerna och bilda positiva joner. Icke-metallerna däremot har många valenselektroner. För dem är det lättare att få ett fult valensskal genom att dra till sig elektroner och bilda negativa joner. Ett exempel på ett icke-metalliskt atomslag som gärna tar till sig en extra elektron är kloratomen. Då blir den en kloridjon, som har en negativ laddning (minusladdning). Ett metalliskt atomslag som gärna lämnar bort en elektron är natriumatomen. Då blir den en natriumjon, som har en positiv laddning (plusladdning). Hur stor laddning jonen har beror på hur många valenselektroner atomslaget har. Natrium har en valenselektron och därför har natriumjonen laddningen +1. Magnesium har två valenselektroner och magnesiumjunen har laddningen +2 och så vidare. Atomerna och jonerna av ett visst atomslag har helt olika egenskaper. Kloratomerna i klorgas är till exempel mycket giftiga för kroppen medan kloridjoner inte alls är giftiga. De finns i blodet och i alla kroppens celler och är helt livsnödvändiga. För att visa att en jon är elektriskt laddad skriver vi ett litet plus eller minus snett ovanför till höger om det kemiska tecknet. Natriumjonen har en positiv laddning och srkivs Na +. Kloridjonen har en negativ laddning och skrivs Cl -. Joner som har flera laddningar av samma sort, till exempel magnesium, skrivs med en siffra framför plus- eller minus-tecknet. Till exempel Mg 2+. Det är inte bara enstaka atomer som kan lämna ifrån sig eller ta upp elektroner. Det kan också bildas joner genom att en hel molekyl tar upp eller lämnar ifrån sig elektroner och blir elektriskt laddad. Den sortens joner kallas för sammansatta joner. En av de enklaste sammansatta jonerna är hydroxidjonen, OH -. Den består av en syreatom och en väteatom som har en extra elektron

24 tillsammans. De joner som inte är sammansatta utan har bildats av en enda atom kallar vi enkla joner. Joner är ingenting som uppstår tillfälligt eller som bara finns på kemilaboratorier. De är lika vanliga som atomer. Rost är ett exempel på en vanlig jonförening, och sten och bderg består nästan helt av olika jonföreningar. Vi måste alltså ändra lige grann på det som Demokritos sa. Det stämmer inte riktigt att allting är byggt av atomer. I stället får vi säga att allting är byggt av antingen atomer eller joner Begrepp positivt laddad negativt laddad oladdad neutral jon sammansatt jon enkel jon En positivt laddad partikel har plusladdning. Protoner har positiv laddning. En negativt laddad partikel har minusladdning. Elektroner har negativ laddning. När de positiva och negativa laddningarna tar ut varandra blir en byggsten oladdad. Neutral innebär samma sak som oladdad. En jon är en atom som har lämnat bort eller tagit upp elektroner, så att den är elektriskt laddad. En sammansatt jon är en jon som bildas genom att en hel molekyl tar upp eller lämnar ifrån sig elektroner. En enkel jon är en jon som bildas genom att en enda atom tar upp eller lämnar ifrån sig elektroner Exempelfrågor Fråga 1 Beskriv hur laddade partiklar påverkar varandra. 2 Vad är skillnaden mellan atomer och joner? 3 Koksalt innehåller kloridjoner. Hur kan det komma sig att du kan använda det i maten trots att klorgas är mycket giftigt? 4 Vilken typ av atomslag bildar positiva joner och vilken typ bildar negativa? Svar Positivt laddade och negativt laddade partiklar dras till varandra. Två partiklar som har samma sorts laddning stöter bort varandra. I en atom finns det lika många protoner och elektroner, så atomen är oladdad. Men i en jon är det olika många protoner och elektroner, så jonen har elektrisk laddning. Atomerna och jonerna av klor har helt olika egenskaper. Metallatomer och väteatomer bildar positiva joner. Ickemetaller bildar negativa joner. Orsaken är att det är det lättaste sättet för atomerna att få fulla valensskal.

25 11. Jonbindning, jonföreningar och metallbindning Alla atomer strävar efter att fylla sina yttre elektronskal (valensskal). Det kan de göra på tre olika sätt: genom molekylbindning, jonbindning eller metallbindning. Vad händer då när två atomer möts? Det beror på hur bra de är på att dra till sig elektroner. Om båda är ungefär lika bra, delar de valenselektroner med varandra och bildar en molekylbindning som till exempel kol- och väteatomerna i en metanmolekyl (CH 4 ). Molekylbidning beskrevs noggrannare i kapitel 9. Men om det ena atomslaget är mycket bättre på att dra till sig elektroner förvandlas atomerna till joner. Så är det till exempel med klor och natrium. Kloratomerna stjäl helt enkelt en elektron från natrium atomen. Det bildas en natriumjon (Na + ) och en kloridjon (Cl - ). I båda jonerna är valensskalet fullt. De har alltså fått ädelgasstruktur. Joner som dessa bildar jonföreningar. Positiva joner och negativa joner dras till varandra. När de gör det bildas det en sorts kemiska föreningar som kallas jonföreningar. I jonföreningar finns det inga molekyler. Istället är det miljontals joner som sitter ihop i ett slags nätverk, som kallas en kristall. Jonerna i kristallen hålls ihop av en typ av bindning som kallas jonbindning. Av natrium- och kloridjonerna ovan bildas natriumklorid (NaCl) som också kallas vanligt koksalt. Det salt som vi saltar maten med, är uppbyggt av joner, och alltså är det en jonförening. När man pratar om kemi räcker det inte att kalla koksalt för bara salt, för i kemin är salter en hel grupp av olika ämnen. Det gemsamma för alla salter är att de är jonföreningar. Men varför bildar jonföreningar kristaller? När en koksaltkristall bildas, byggs den upp av natriumjoner och kloridjoner. När en enstaka Na+ och en Cl- dras till varandra blir helheten, NaCl, oladdad. Men det finns fortfarande en positiv och en negativ ände. Den positiva natriumjonen drar därför till sig fler negativa kloridjoner. På samma sätt drar den negativa kloridjonen till sig fler positiva natriumjoner. På så sätt växer kristallen åt alla håll. Till slut innehåller den miljontals joner som hålls samman av jonbindningar. Varje litet saltkorn är en sådan kristall. En molekyl av ett visst ämne innehåller alltid lika många atomer. Men med saltkristaller är det annorlunda. Olika kristaller innehåller olika många joner. När vi ska skriva formeln för till exempel koksalt skriver vi därför bara NaCl, utan att tala om hur många joner det finns. Det viktiga är att visa att det finns lika många natriumjoner och kloridjoner. Det finns inga molekyler i koksalt, så formeln NaCl är inte en molekylformel. I stället kallar vi det för en formelenhet.

26 I en metall håls atomerna varken ihop av jonbindningar eller av molekylbindningar. I stället delar alla metallatomer elektroner med varandra. Det kallas en metallbindning. I ett metallföremål släpper varje metallatom ifrån sig alla sina valens elektroner till ett gemensamt hav av elektroner som alla metallatomerna badar i. Elektronerna hör inte till någon bestämd atom, utan håller ihop hela metallbiten i en enda stor bindning. Eftersom metallatomerna släpper ifrån sig alla valenselektroner får de ädelgasstruktur. Metallbindningen förklarar många av metallernas egenskaper. Till exempel är det de utspridda elektronerna som gör att metaller refleterar ljus, får metallglans och leder ström. Molekylbindning I en molekylbindning delar två atomer valenselektroner så att de får fulla valensskal. I exemplet till vänster binds metanmolekylen (CH 4 ) samman genom att varje väteatom delar sin valenselektron med en av kolatomens valenselektroner. Det finns fyra elektronpar i molekylen som ger varsin elektronparsbidning Jonbindning Figuren här nedanför visar en jonbindning i koksalt. Natriumatomen lämnar ifrån sig sin valenselektron till kloratomen så att båda får ädelgasstruktur (fulla valensskal). Den positivt laddade natriumjonen dras till den negativt laddade kloridjonen och den elektriska attraktionen blir en jonbindning Begrepp jonförening jonbindning koksalt formelenhet metallbindning Metallbindning Till höger visas en metallbildning. Alla atomerna i metallbilden har lämnat ifrån sig sina valenselektroner som snurrar runt fritt i hela metallbiten. Genom att atomerna har lämnat ifrån sig alla valenselektroner får de ädelgasstruktur (fulla valensskal) och är glada. En jonförening är en kemisk förening som är uppbyggd av joner. Jonbindning är den typ av bindning som håller ihop jonföreningar. Det är dragningskraften mellan positiva joner och negativa joner som skapar bindningen. Saltet som vi saltar maten med kallas för koksalt. Det kemiska namnet är natriumklorid. Formelenhet är den formel som man skriver för jonföreningar. Den beskriver proportionerna mellan de olika jonsorterna i föreningen. Däremot beskriver den inte någon molekyl, eftersom det inte finns några molekyler i jonföreningar. Metallbindning är den typ av bindning som finns i metaller. Alla atomerna i ett metallföremål släpper ifrån sig alla sina valenselektroner till ett gemensamt hav av elektroner som alla metallatomerna badar i. Elektronerna håller ihop hela metallbiten i en enda stor bindning.