Verden som kjemikere ser den

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Størrelse: px
Begynne med side:

Download "Verden som kjemikere ser den"

Transkript

1 1 Verden som kjemikere ser den Mål for opplæringen er at du skal kunne gjøre rede for den historiske utviklingen av atombegrepet og beskrive og sammenligne Bohrs atommodell og dagens atommodell forklare, illustrere og vurdere stoffers sammensetning, bindingstyper og egenskaper ved hjelp av periodesystemet (fortsetter i kapittel 3) Kjemi er læren om stoffene i oss og omkring oss. I dette kapittelet skal vi se nærmere på stoffenes minste byggeklosser, atomene, og hvordan de er organisert i periodesystemet. Til slutt i kapittelet kan du lese litt om utviklingen av vår kunnskap om atomene, som er så små at de bare kan sees som kuler selv i verdens sterkeste mikroskop. Verden som kjemikere ser den 7

2 1.1 Kjemi og kjemikere Noe av sjarmen med kjemifaget er muligheten til å erfare noe uvanlig og spennende. Kjemi er læren om stoffer Kjemi er læren om stoffene, deres oppbygning, egenskaper og reaksjoner og om energiforandringer ved stoffendringene. Utvalgte stoffer blir studert nærmere i de ulike naturfagene. I biologi studerer de stoffer i levende organismer. I medisin og farmasi studerer de legemidler og stoffer som er av betydning for liv og helse. I geologi studerer de mineralene bergartene består av. I fysikk studerer de egenskaper hos utvalgte stoffer og setter opp matematiske modeller for dem. Et godt grunnlag i kjemi er nødvendig for å kunne gå dypere inn i alle disse fagene. Derfor har kjemi en sentral plass blant naturfagene. Kjemi er en del av vårt liv Det finnes ingen ting du kan se, ta på, lukte eller smake som ikke er stoff. Og i et moderne hjem finnes det knapt et stoff eller en gjenstand som ikke har vært innom en eller annen kjemisk prosess som mennesker har utviklet. Kjemi er derfor et bredt fagfelt og har stor betydning i hverdagen. nanus (gr.) = dverg 1 nm = 10 9 m skaper er nødvendige for å kunne behandle et prøvemateriale riktig og tolke analyseresultatene. Et viktig forskningsområde for kjemikere er å lage nye stoffer med ønskede egenskaper. Kjemikere kan få frem stoffer som allerede finnes i naturen, på enklere, billigere og mindre miljøbelastende måter. De fremstiller også stadig flere stoffer som ikke finnes naturlig. Nanoteknologi er et av de nyeste forskningsområdene. Der handler det om å bygge opp nye stoffer atom for atom. Dermed kan man lage bitte små komponenter med skreddersydde egenskaper for bestemte anvendelser innenfor teknologi og medisin. Nanoteknologi Hva gjør en kjemiker? En kjemiker kan ha svært ulike arbeidsoppgaver, f.eks. produksjon av varer og materialer, analyse og kontroll av produkter eller utvikling og forskning. Mange kjemikere arbeider som lærere ved skoler, høyskoler og universiteter. Analyse og kontroll av legemidler, næringsmidler, materialer og miljøgifter er viktige arbeidsoppgaver for kjemikere. Mye av arbeidet på et analyselaboratorium foregår i dag ved bruk av avanserte instrumenter. Kjemikunn- Nanoteknologi er noe nytt som du sikkert kommer til å høre mer om. En nanometer er en miliontedels millimeter, altså 10 9 m. På en nanometer er det plass til en kjede med 4 5 karbonatomer, så nanoteknologi er teknologi på atomnivå. Hittil har kjemikere laget nye stoffer på makronivå. Nå kan vi lage nye stoffer på mikronivå ved hjelp av nanoteknologi dvs. hekte atomene direkte sammen på nye måter. Figuren viser nanorør av karbon laget i California. Slike nanorør finnes ikke naturlig. De er sterkere enn stål, og tykkelsen er omtrent 1/ av et hår. De grønne dobbeltkulene er oksygenmolekyler, O, absorbert på utsiden. Slike nanorør kan i fremtiden bli brukt som konstruksjonsmaterialer og til å lage bitte små detektorer. 8 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 9

3 Hvorfor skal vi lære kjemi? Kjemi er et godt grunnlag for videre studier og mange forskjellige yrker. Selv om du skulle velge et helt annet yrke enn kjemiker, vil kunnskaper i kjemi gjøre det lettere for deg å forstå politiske debatter om miljø og energi og for eksempel gi deg et faglig grunnlag for å kunne skille mellom saklige og usaklige utsagn i reklame. Kunnskaper i kjemi kan også være en hjelp for deg til å velge et fornuftig kosthold, og til å forstå hvordan du bør behandle helsefarlige stoffer som du kan støte på i hverdagen. Etter hvert som du leser utover i denne boken, håper vi at du får en del aha-opplevelser når du får forklaring på dagligdagse fenomener. 1. Tre viktige sider av kjemien Samspill Vi eksperimenterer med stoffene på laboratoriet og beskriver det vi observerer. Når vi gjør kjemiforsøk, arbeider vi med så pass store mengder av stoffene at vi med sansene våre kan observere det som skjer. Mengden behøver ikke være mer enn noen gram eller milligram. Vi sier at vi arbeider med stoffene på makronivå. Det som skjer i reaksjonene, prøver vi å forklare ved å beskrive partikler som er så små at vi ikke kan se dem. Partiklene kan være atomer, molekyler eller ioner. Vi sier at vi forklarer reaksjonene og egenskapene til stoffene på mikronivå. Dette samspillet mellom makronivå og mikronivå er et viktig trekk ved moderne kjemi. Dessuten omtaler vi stoffene og reaksjonene mellom dem ved hjelp av formler og ligninger. Å lære dette samspillet mellom makronivå, mikronivå og kjemispråket er en viktig del av det å lære kjemi. Cl H O C Kulepinnemodeller (øverst) og kalottmodeller (nederst) av hydrogenklorid (HCl), vann (H O) og karbondioksid (CO ). Kulepinnemodellene viser vinklene mellom atomene, men kulene i modellen er for små i forhold til avstanden mellom dem. Kalottmodellene får bedre frem størrelsesforholdet mellom atomene, men viser ikke om bindingene i molekylet er enkelt- eller dobbeltbindinger. Grunnstoff (som jern) Modeller i kjemien fordeler og begrensninger For å danne seg et bilde av stoffer på mikronivå lager kjemikere forskjellige modeller. Med en modell kan vi få frem bestemte trekk ved oppbygningen av et stoff. Matematikk og datamaskiner har gjort det mulig å lage tredimensjonale modeller av molekyler. Vi velger ikke alltid den «riktigste» og mest omfattende modellen når vi skal forklare noe. En enkel modell kan være vel så hensiktsmessig hvis den illustrerer de forholdene ved virkeligheten som vi er opptatt av i øyeblikket. Uansett hva slags modeller vi konstruerer, må vi huske på at de er hjelpemidler og ikke selve virkeligheten. Modeller som vi ofte benytter i kjemien på skolen, er tegninger og tredimensjonale kulepinnemodeller og kalottmodeller. 1.3 Stoffer på makro- og mikronivå Stoff alt som har masse Med stoff mener vi alt som har masse og opptar plass. Med det har vi sagt at også et atom, et ion og et molekyl er stoff stoff på mikronivå. På makronivå skiller vi mellom rene stoffer og blandinger av stoffer. Et rent stoff er enten et grunnstoff eller en kjemisk forbindelse. I et grunnstoff er det bare én type atomer. I en kjemisk forbindelse er det to eller flere atomtyper. En blanding inneholder to eller flere rene stoffer. Luft er en blanding av gasser. Rent stoff Materie (i dagligtale ofte kalt stoff) Kjemisk forbindelse (som salt) Blanding Mikronivå Atomer, molekyler, ioner Forklaringer Makronivå Kjemiske stoffer Beskrivelser Kjemispråk Formler, ligninger Beregninger I diagrammet står jern som eksempel på et grunnstoff. Oksygen og hydrogen er også grunnstoffer. Når vi tenner på en blanding av hydrogengass og oksygengass, reagerer stoffene med hverandre, vi hører et smell, og det blir dannet vann. Vann er en kjemisk forbindelse som består av molekyler. Hvert vannmolekyl består av to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Den kjemiske forbindelsen har helt andre egenskaper enn de grunnstoffene den er dannet av. Et grunnstoff er et stoff som består av bare én type atomer. En kjemisk forbindelse er et stoff som består av to eller flere typer atomer. 10 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 11

4 IUPAC står for the International Union of Pure and Applied Chemistry. Stoffer som brukes på laboratoriet eller i industrien, kalles vanligvis kjemikalier. Det er stoffer som vi kjenner sammensetningen og renheten av. På laboratoriet kalles natriumklorid og etansyre for kjemikalier. I dagliglivet kaller vi de samme stoffene salt og eddiksyre. Navn på grunnstoffer Først på slutten av 1700-tallet innså man at alle stoffer var bygd opp av et begrenset antall grunnstoffer. Ni av grunnstoffene var kjent allerede i oldtiden, ytterligere seks var oppdaget før 1750, og siden er det jevnlig blitt oppdaget eller fremstilt nye grunnstoffer. Den som oppdager et grunnstoff, har rett til å foreslå navn på det. Navnet blir endelig fastsatt av en internasjonal organisasjon som kalles IUPAC. For hvert grunnstoff er det fastsatt et atomsymbol og et navn. Symbolet er første bokstav i det latinske navnet (som stor H for hydrogen) eller første bokstav pluss en liten bokstav (som He for helium og Hg for hydrargyrum (lat.) = kvikksølv). Symbolet er det samme i alle land. Navnet kan variere fra språk til språk, og det gjelder særlig for de grunnstoffene som lenge har vært kjent og i bruk. For eksempel er Au atomsymbolet for det grunnstoffet som heter gull på norsk, aurum på latin, gold på engelsk og or på fransk. Grunnstoffet med atomsymbol Rg heter derimot røntgenium eller roentgenium på de fleste språk. Fordeling av grunnstoffer i jordskorpen etter masseprosent. De aller fleste grunnstoffene forekommer i forbindelser, ikke som rene grunnstoffer. Aluminium, silisium og oksygen inngår i aluminiumsilikater, som er de vanligste forbindelsene i jordskorpen. Titan 0,4 % Alle andre grunnstoff 1,0 % Magnesium,1 % Kalium,6 % Natrium,8 % Kalsium 3,6 % Jern 5,0 % Ulike former av ett grunnstoff Mange grunnstoffer opptrer i forskjellige former. For eksempel danner oksygenatomer ikke bare O -molekyler (dioksygen), men også O 3 -molekyler (trioksygen). I luften dominerer O (g), og vi kaller den vanligvis bare oksygengass. Når det lyner, blir det dannet O 3 (g), som vi kaller ozongass. De fleste grunnstoffene som er faste ved romtemperatur, opptrer i flere former. På side 56 omtaler vi karbon som diamant, grafitt og fulleren. 1.4 Atomer Aluminium 8,1 % Silisium 7,7 % Hydrogen 0,1 % Oksygen 46,6 % Symboler for aggregattilstander: (g) fra gaseus (lat.) = gass (l) fra liquidus (lat.) = væske (s) fra solidus (lat.) = fast Formler for grunnstoffer med symboler for aggregattilstanden Atomsymbolet for helium, He, kan både stå for ett atom helium og for edelgassen helium. Det er fordi heliumgassen består av enkeltatomer. He brukes derfor som formel for helium. Vanligvis føyer vi til en bokstav i parentes for å angi hvilken aggregattilstand stoffet er i ved romtemperatur og vanlig trykk. For gass skriver vi (g) etter formelen, og heliumgass oppgir vi dermed som He(g). Atomsymbolet for et metall brukes også som formel for grunnstoffet, selv om metallet består av et enormt antall sterkt sammenbundne atomer. Au kan både stå for ett gullatom og for metallet gull. For å få frem at gull er et fast stoff, skriver vi Au(s). Et atomsymbol alene er likevel ikke alltid brukbart som formel for et grunnstoff. Mange grunnstoffer består av molekyler som er sammensatt av to eller flere atomer. Eksempler på det er hydrogen, nitrogen, oksygen og klor, som er gasser ved romtemperatur. Formlene for disse gassene oppgir vi som H (g), N (g), O (g) og Cl (g). I alt elleve grunnstoffer er gasser ved romtemperatur, mens bare to (kvikksølv og brom) er væsker. Resten av grunnstoffene er faste stoffer. To atommodeller av litium. Figuren til venstre viser at elektronskyen er tettest i to områder ett område nær atomkjernen og ett lenger fra kjernen. Disse tette kuleformede områdene kaller vi skall. Til høyre er skallmodellen tegnet skjematisk og viser hvor mange protoner, nøytroner og elektroner det er i litiumatomet. Dagens atommodell Forskjellige atommodeller er blitt foreslått opp gjennom tidene. Det kommer vi tilbake til på side 5. I den atommodellen vi nå bruker i kjemien, har atomet en kjerne som består av positivt ladde protoner (p + ) og nøytrale nøytroner (n). Nøytronene og protonene holdes sammen av sterke kjernekrefter. Massen til atomet er konsentrert i kjernen. Rundt atomkjernen er det en sky av negativt ladde elektroner (e ). Et elektron og et proton har like stor ladning, men motsatt fortegn. Atomer er nøytrale og inneholder derfor like mange elektroner som protoner. Tenk deg at det var mulig å fotografere et atom der alle elektronene svirret omkring, og at du tok hundrevis av bilder av dette atomet. Da ville hvert enkelt bilde vise hvordan elektronene fordelte seg akkurat i øyeblikket, og ingen 3 p + 34 p n + 4 n e e elektronskall elektronskall atomkjernen atomkjernen bilder ville være like. Hvis du så la alle bildene oppå hverandre, ville prikkene som viser elektronene, danne en stor sky med tette områder. Der er det størst sannsynlighet for å treffe på elektroner. Disse tette områdene kaller vi elektronskall. 1 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 13

5 Størrelsen på et atom bestemmes av elektronskyen, som er omtrent m i diameter. Atomkjernen har en diameter på bare m. Tenker vi oss en kjerne på 1 cm i diameter, vil elektronskyen ha en utstrekning på 1 km! Dagens atommodell, som vi gjerne kaller skallmodellen, har altså en kjerne som består av protoner og nøytroner, og så elektroner i skall rundt kjernen. På sidene 17 1 kan du lese mer om skallmodellen og sammenhengen med periodesystemet. I studiet av kjernereaksjoner arbeider forskere med modeller der protoner og nøytroner består av mindre partikler som kalles kvarker. De to klorisotopene som finnes naturlig i jordskorpen. Elektronskallene er ikke vist i figuren. 17p + 18n 35 17Cl 17p + 0n 17e 17e 37 17Cl Atomnummer og nukleontall Vi har tidligere sagt at i et grunnstoff er alle atomene av samme type. Med det mener vi at alle atomene i grunnstoffet har like mange protoner i kjernene. Vi kan ta atomer av litium og klor som eksempel. Alle litiumatomer har 3 protoner i kjernen, og alle kloratomer har 17 protoner i kjernen. Antallet protoner i kjernen kaller vi atomnummeret til grunnstoffet. Litium har altså atomnummer 3 og klor atomnummer 17. Antallet nøytroner i atomkjernene til et grunnstoff kan derimot være ulikt. Alle kjernene i kloratomene har 17 protoner, mens tallet på nøytroner er enten 18 eller 0. Summen av alle kjernepartiklene, protonene og nøytronene i et kloratom er da enten 35 eller 37. Antallet kjernepartikler i et atom kaller vi nukleontallet. Et kloratom har da enten nukleontall 35 eller 37. isos (gr.) = lik topos (gr.) = sted proteos (gr.) = den første deuteros (gr.) = tri (gr.) = 3 Med isotoper mener vi atomer som har like mange protoner, men ulikt antall nøytroner. Fordi isotoper er ulike atomer av samme grunnstoff, hører de til i samme rute i periodesystemet. Ikke alle grunnstoffer har to eller flere isotoper slik som klor. I 0 av de ca. 90 grunnstoffene som finnes i jordskorpen, har alle atomene av grunnstoffet samme nukleontall. Natrium og fluor er eksempler på slike grunnstoffer. Det er bare isotopene av hydrogen som har egne navn. Hydrogenisotop Navn Forekomst (i %) 1 1 H protium 99,985 1 H deuterium 0,015 Antallet protoner i atomkjernene i et grunnstoff kaller vi grunnstoffets atomnummer. Summen av protoner og nøytroner i et atom kaller vi atomets nukleontall. 3 1 H (radioaktiv) tritium spormengde Nukleontall 35 Atomsymbol Cl Atomnummer 17 For å vise hvor mange partikler det er i et atom, kan vi benytte en kort skrivemåte. Foran atomsymbolet skriver vi da to tall, ett nede for atomnummeret og ett oppe for nukleontallet. Isotoper Som nevnt ovenfor finnes det to ulike kloratomer i naturen. Vi kan skrive dem som Cl og Cl. En annen skrivemåte er klor-35 og klor-37. Begge atomene har 17 protoner i kjernen og er derfor kloratomer, men de har ulikt antall nøytroner i kjernene. De to atomene er det vi kaller isotoper av klor. EKSEMPEL: Beregning av antall kjernepartikler i et atom Hvor mange protoner og nøytroner er det i et 3 11 Na-atom? Svar Atomnummeret 11 viser at det er 11 protoner i atomkjernen. Nukleontallet 3 viser summen av protoner og nøytroner i kjernen. Antallet nøytroner: 3 11 = 1 Det er 11 protoner og 1 nøytroner i 3 11 Na. 14 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 15

6 Grunnstoff nr. 118 Alle grunnstoffene med atomnummer større enn 9 (uran) er fremstilt kunstig og er ustabile, det vil si radioaktive. De siste grunnstoffene som ikke har fått navn ennå, er fremstilt i spesialiserte kjernefysikklaboratorier. Det er noen få slike laboratorier i verden: ett i Dubna i Russland, ett i Darmstadt i Tyskland og to i California i USA. Grunnstoffene blir fremstilt ved å skyte en atomkjerne med et bestemt atomnummer mot en annen kjerne med et annet atomnummer. Om man lykkes, vil den nye atomkjernen ha atomnummer som er summen av atomnumrene for de to atomkjernene som traff hverandre. For at oppdagelsen skal bli godkjent av IUPAC må den bekreftes av eksperimenter utført av andre forskergrupper. Det kan ta tid, og først da får grunnstoffet et navn. Det siste grunnstoffet som har fått navn, er nr. 111 røntgenium. Det fikk navn i 004 ti år etter at det var oppdaget. Det siste grunnstoffet som noen hevder å ha fremstilt, er nr Nyheten ble offentliggjort i oktober 006. Det ble fremstilt i Dubna ved å skyte nr. 0 (kalsium) mot nr. 98 (californium), og som du ser = 118. Bare tre kjerner av det nye grunnstoffet ble dannet, og de hadde en levetid bare på ca. 1 ms. De holdt på å skyte i 45 dager så det var ikke mange ganger de lyktes med et treff! Grunnstoffet kalles foreløpig grunnstoff nr. 118 med symbol Uuo (ununoktium). Symbolet er fra de første bokstavene i tallet 118 på latin 1 = un, 8 = okt. Lignende navn har for tiden alle grunnstoffene fra nr. 11 til er ennå ikke fremstilt så den plassen i periodesystemet er foreløpig tom. Allerede i 1999 var det en annen forskergruppe som rapporterte at de hadde laget nr. 118, men det ble trukket tilbake to år senere da det viste seg at en av forskerne hadde jukset ved å fabrikkere data. Det var en stor skandale, og det har sikkert gjort at de som i 006 rapporterte at de hadde funnet nr. 118 var ekstra omhyggelige. Hvorfor prøver man å lage nye grunnstoffer når det er så krevende og kostbart å lage dem? Det skyldes dels at det alltid er noen som prøver å hoppe høyere, løpe fortere eller komme lenger enn noen har gjort før. Dessuten vinker en «øy» i det fjerne. Noen tror nemlig at det kan fremstilles nye grunnstoffer som vil ha lengre levetider. Det kan være isotoper av noen av dem som alt er laget, men det kan også være noen med større atomnummer. De vil være radioaktive, men det er det jo mange isotoper av kjente grunnstoffer som er, og som likevel er i bruk. Hvert grunnstoff er unikt. Det ligner på dem i samme gruppe i periodesystemet, men har allikevel sine spesielle egenskaper. Nr. 118 er sannsynligvis en edelgass, mens nr. 119 sannsynligvis vil være et alkalimetall, men sikker er man ikke. Følg med! EKSEMPEL: Beregning av atommasse ut fra den naturlige forekomsten av isotopene i grunnstoffet Grunnstoffet klor består av 75,77 % klor-35 og 4,3 % klor-37. Den nøyaktige verdien av massen til et klor-35-atom er 34,97 u. For et klor-37-atom er den 36,97 u. Hva er atommassen til klor? Svar Atommassen: 34,97 u 75, ,97 u 4,3 = 35,45 u Atommassen til Cl er 35,45 u. Selv om vi sier at atommassen til klor er 35,45 u, er det altså ikke noe enkeltatom av klor som har denne massen. u for unit (eng.) = enhet 1 u = 1, g I 1,0 liter vann (1,0 kg) er massen av alle elektronene bare 3 mg. 17 Cl 35,45 klor Atommasse Massen til et enkelt atom er svært liten, og den er konsentrert i kjernen. For enkelthets skyld oppgir vi ikke massen til atomer i gram, men i atommasseenheten u. Massen til både et proton og et nøytron er omtrent lik 1 u. Massen til et elektron er bare 0,0005 u, og det er så lite at vi kan se bort fra massen av elektronene når vi oppgir massen til et atom med bare fire siffer. Massen av et atom blir derfor svært nær massen av atomkjernen. Det svarer omtrent til summen av massen av protonene og nøytronene. Massen til atomet klor-35 er derfor nær 35 u, mens massen til klor-37-atomet er nær 37 u. I periodesystemet står atommassen for hvert grunnstoff uten benevning. Den oppgitte atommassen er et gjennomsnitt av massen av alle isotopene som finnes av dette grunnstoffet i naturen. Med atommasse slik den er oppført i periodesystemet, mener vi den gjennomsnittlige massen av atomene i et grunnstoff slik det forekommer i naturen. Enheten u er sløyfet i periodesystemet. 11 p + 1 n K L M Modell av natriumatomet. Elektroner i elektronskall En modell av elektronfordelingen i et atom viser sannsynligheten for å treffe på elektroner i forskjellige avstander fra kjernen. De områdene rundt kjernen der sannsynligheten er størst for å treffe på elektroner, kaller vi elektronskall. Vi tenker oss altså at elektronene er ordnet i skall. Elektronene i det innerste skallet har lavest energi, og elektronene i skallene utover har større energi. Det innerste elektronskallet kalles K-skallet, og de neste skallene har fått betegnelser i alfabetisk rekkefølge L, M, N, O. Fordelingen av elektroner på de forskjellige skallene, regnet fra K-skallet og utover, oppgir vi med tall med komma imellom. I det nøytrale natriumatomet 11 Na er det i alt 11 elektroner. De fordeler seg på tre skall med elektroner i K-skallet, 8 i M-skallet og 1 i det ytterste skallet, L-skallet. Elektronfordelingen oppgir vi da som, 8, 1. Vi skal bruke denne skallmodellen til å forklare oppbygningen av periodesystemet. 16 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 17

7 1.5 Periodesystemet Periodesystemet et elegant og nyttig system Hver vitenskap har sine egne teorier og systemer som er resultatet av mange forskeres arbeid i lang tid. Teoriene og systemene endres iblant, men de følges av omtrent alle forskere i samtiden. I kjemi er periodesystemet et viktig hjelpemiddel. Vi skal bruke det til å forutsi oppbygning og egenskaper til grunnstoffer og til forbindelser av grunnstoffer. Et viktig kjennetegn er at grunnstoffer som ligner på hverandre i oppbygning og egenskaper, kommer igjen med bestemte mellomrom. Vi sier at disse grunnstoffene opptrer periodisk i systemet. Ut fra den plassen et grunnstoff har i systemet, kan vi derfor si mye om de egenskapene det har. Grunnstoffene ordnet etter atomnummer Det har tatt mer enn 140 år å utvikle periodesystemet slik det nå står i begynnelsen av boken, og mange forskere har bidratt. I 006 har vi 111 forskjellige grunnstoffatomer med navn. Alle har sin bestemte plass i periodesystemet, og de er oppført etter stigende atomnummer. Når vi går fra ett grunnstoffatom i periodesystemet til det neste, øker antallet protoner i kjernen med 1 og dermed atomnummeret med Na har 11 protoner, og 1 Mg har 1 protoner. For de nøytrale atomene øker tilsvarende også antallet elektroner med ett. Skrivemåten 11 Na er «smør på flesk». Hvis det er et Na-atom vi snakker om, må det jo være 11 protoner i kjernen. Grunnen til at vi noen steder oppgir atomnummeret, er at vi da lett kan finne ut hvor i periodesystemet dette grunnstoffet er plassert. Inndeling i grupper og perioder I periodesystemet er grunnstoffene fordelt på 18 loddrette kolonner som kalles grupper, og 7 vannrette rader som kalles perioder. En gruppe omfatter grunnstoffer som reagerer temmelig likt og har mange felles egenskaper. Enkelte av gruppene har egne navn. Metallene står til venstre og midt i systemet i gruppene 1 1. Du kjenner igjen metallene litium (Li) og natrium (Na) i gruppe 1 og kanskje også kalium? De hører til alkalimetallene. Metallene i gruppe kalles jordalkalimetaller. Magnesium, kalsium, strontium og barium hører til her. Ikke-metallene står til høyre i systemet. I gruppe 18 har vi edelgassene helium, neon og argon. Ikke-metallene fluor, klor, brom og jod finner du i gruppe 17. Denne gruppen av grunnstoffer kalles halogener. Det er fordi de danner salter med metaller (halos (gr.) = salt og -gen (gr.) = danne). For eksempel dannes NaCl av klor og natrium, og NaF dannes av fluor og natrium. Grupper (vertikale kolonner) og perioder (horisontale rader) i periodesystemet. I gruppene blir grunnstoffene gradvis mer metalliske nedover i hver gruppe. Et eksempel: I gruppe 14 (C, Si, Ge, Sn og Pb) regnes det første grunnstoffet (karbon) som et ikke-metall og de to siste (tinn og bly) som metaller. Silisium og germanium har både metalliske og ikke-metalliske egenskaper og blir ofte kalt halvmetaller. I noen periodesystemer er hydrogen plassert øverst i gruppe 1 sammen med alkalimetallene. Fordi hydrogen ikke er et metall, og fordi det er spesielt på flere måter, blir hydrogen i dag gjerne flyttet mot midten av systemet uten noen fast plass. Men hydrogen hører ikke til gruppe 9 selv om det skulle stå rett over denne gruppen. Gruppene 1 og i periodesystemet kaller vi hovedgrupper.mellom hovedgruppene er det «skutt inn» ti grupper med grunnstoffer. Grunnstoffene i disse gruppene, nr. 3 1, kalles derfor innskuddsgrunnstoffer. Av og til bruker vi betegnelsen innskuddsmetaller fordi disse grunnstoffene er metaller. Blant innskuddsgrunnstoffene finner vi mange av de vanligste bruksmetallene som jern ( 6 Fe), kobolt ( 7 Co), kobber ( 9 Cu), sølv ( 47 Ag) og gull ( 79 Au) H Li Be Innskuddsgrunnstoffene B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Fr Ra Rf Db 106 Sg 107 Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup 115 Uuh 116 Lantanoidene Actinoidene Jordalkalimetallene Alkalimetallene Metaller Halvmetaller Halogenene Edelgassene Ikke-metaller He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Uuo La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Ytterelektronene bestemmer egenskaper og reaksjoner I kjemien er det ytterelektronene, dvs. elektronene i det ytterste skallet, vi er mest interessert i. Det er fordi disse elektronene kan avgis, tas opp eller deles mellom atomene når sterke bindinger blir dannet i nye forbindelser. Tallet på ytterelektroner i grunnstoffatomene bestemmer hvordan grunnstoffene reagerer. Alle grunnstoffer som står i samme hovedgruppe, har like mange ytterelektroner i atomene, og egenskapene og reaksjonene til slike grunnstoffer er Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 19

8 dermed ganske like. Alle alkalimetallene har ett ytterelektron i atomene, og alle reagerer for eksempel kraftig med vann. Nummeret på hovedgruppen et grunnstoff står i, forteller hvor mange ytterelektroner det er i atomene. Antallet ytterelektroner er lik det siste sifferet i gruppenummeret. Natrium i gruppe 1 har ett ytterelektron, kalsium i gruppe har to, og klor i gruppe 17 har syv ytterelektroner i atomene. Unntaket er helium i gruppe 18, som bare har to (ytter)elektroner i atomene. Det er ytterelektronene som bestemmer egenskapene til et grunnstoff. Grunnstoffer i samme hovedgruppe har like mange ytterelektroner i atomene, og antallet er lik (det siste) sifferet i gruppenummeret. Nummeret på perioden et grunnstoff står i, forteller hvor mange skall det finnes elektroner i. Natrium står i 3. periode, og et natriumatom har elektroner i de tre skallene K, L og M. Kalium i 4. periode har atomer med elektroner i fire skall (K, L, M, N). kan se at dette ikke stemmer for alle innskuddsgrunnstoffene i tabellen på bakre omslagsside. Grunnen til det er først og fremst at energinivåene til ytterelektronene og noen av elektronene i det nest ytterste skallet er omtrent like. Innskuddsgrunnstoffene er metaller, og atomene har gjerne to ytterelektroner. Nederst i periodesystemet er det to egne rekker med grunnstoffer. Det er lantanoidene og actinoidene, som det «ikke er plass til» innenfor den oppstillingen vi her har brukt for periodesystemet. Grunnen til denne plasseringen er at atomer av lantanoidene og actinoidene ikke har påfylling av elektroner i det ytterste eller i det nest ytterste skallet, men i det tredje ytterste skallet. Se på innsiden av omslaget bak i denne boken. Påfylling av elektroner skjer i ytterste skall for grunnstoffer i hovedgruppene, i nest ytterste skall for innskuddsgrunnstoffene og i tredje ytterste skall for lantanoidene og actinoidene. Krystaller av metallet titan. Påfylling av elektroner i skallene Går vi fra ett grunnstoffatom i periodesystemet til det neste med høyere atomnummer, øker antallet elektroner med ett elektron. H-atomet har 1 elektron og He-atomet elektroner i K-skallet, som da er fullt. Atomer av 3 Li har elektroner i K-skallet og 1 i L-skallet, og vi skriver elektronfordelingen som, 1. Videre utover i. periode fylles ett og ett elektron på i L-skallet slik at det får 8 elektroner. Da er også L-skallet fullt, og elektronfordelingen for 10 Ne er, 8. Neste grunnstoff, 11 Na i 3. periode, har elektronfordelingen, 8, 1, og 1 Mg har fordelingen, 8,. Dette M-skallet fylles så på til 8 elektroner fra grunnstoffatom 13 Al med elektronfordelingen, 8, 3 til 18 Ne med, 8, 8. De neste grunnstoffene er kalium, 19 K, som står i gruppe 1 og har elektronfordelingen, 8, 8, 1, og kalsium, 0 Ca, i gruppe med fordelingen, 8, 8,. De grunnstoffatomene vi hittil har tatt for oss, har atomnummer 1 0 og står i hovedgrupper. Så langt har påfyllingen av elektroner fra ett atom til det neste i hovedgrupper foregått i det ytterste skallet. Hvilket skall et elektron går inn i, er avhengig av hvor i periodesystemet atomet står. Scandium, 1 Sc, står i gruppe 3. Det har elektronfordelingen, 8, 9,. Det neste grunnstoffet er titan, Ti, og det har fordelingen, 8, 10,. Både scandium og titan er innskuddsgrunnstoffer, og de har elektroner i det ytre skallet og får påfylling av elektroner i det nest ytterste skallet. Slik er det grovt sett for de andre innskuddsgrunnstoffene også. Når vi altså går mot høyre fra ett innskuddsgrunnstoff til det neste innskuddsgrunnstoffet, skjer påfyllingen som hovedregel i det nest ytterste skallet, mens tallet på ytterelektroner fortsetter å være to. Men du Elektronfordelingen i atomer av edelgasser: He Ne, 8 Ar, 8, 8 Kr, 8, 18, 8 Xe, 8, 18, 18, 8 Rn, 8, 18, 3, 18, Stabil elektronfordeling Oktettregelen Edelgassene (gruppe 18) har ikke lett for å reagere med andre stoffer. Alle edelgassatomene har åtte ytterelektroner, bortsett fra helium, som har to. Amerikaneren G.N. Lewis kom allerede i 190 fram til at det nettopp var fordelingen av elektroner med åtte ytterelektroner som gjorde edelgassene stabile. Han antok at andre grunnstoffer danner stabile forbindelser når de får åtte ytterelektroner i atomene. Dette kaller vi oktettregelen (åtteregelen). Atomer av jordalkalimetaller i gruppe får åtte elektroner ytterst når atomene avgir to elektroner. Atomer av grunnstoffer i gruppe 16 har seks ytterelektroner og kan ta opp to elektroner, og da er elektronfordelingen stabil. Oktettregelen: Åtte elektroner i det ytterste skallet er en stabil elektronfordeling. Et atom kan oppnå åtte elektroner ved å gi fra seg eller ta opp elektroner eller ved å ha felles elektroner med ett eller flere andre atomer. Det maksimale antallet elektroner som kan være i et bestemt skall, kan du regne ut ved hjelp av skallnummeret, n, og formelen n. For eksempel finner vi det maksimale antallet elektroner i M-skallet, skall nr. 3 (n = 3) av formelen 0 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 1

9 H + n = 3 = 18. Uansett hvor mange elektroner det er i et skall, kan det aldri være mer enn åtte elektroner i det ytterste skallet altså maksimalt åtte ytterelektroner. Hydrogen, som bare har ett elektron i atomet, får med to elektroner samme stabile elektronfordeling som helium. Et H-atom kan oppnå to elektroner ved å ta opp ett elektron (som H i NaH) eller dele to elektroner med et annet atom (som i H og HCl). Ioneformler Når et atom avgir eller mottar ett eller flere elektroner, dannes et ion. Vi kan bruke periodesystemet til å forutsi hva slags ioner grunnstoffene kan danne. Metallatomer som har få ytterelektroner, kan gi fra seg disse elektronene og danne positive ioner. Når metallatomet har avgitt ytterelektronene, får det samme elektronfordeling som det nærmeste edelgassatomet. Alkalimetallene i gruppe 1 med ett ytterelektron danner alltid ioner med én positiv ladning, f.eks. Na + og K +. Ionet Na + har samme elektronfordeling som edelgassen neon, Ne, og K + som argon, Ar. På tilsvarende måte danner jordalkalimetallene i gruppe alltid ioner med to positive ladninger, f.eks. Ca + og Ba Li + Be + Na + K + Rb + Cs + Mg + Ca + Sr + Ba + Metaller positive ioner Et innskuddsmetall danner flere ioner, f.eks. Fe + og Fe 3+ Al 3+ N 3 O S F Cl Br l Ikke-metaller negative ioner For atomer av innskuddsgrunnstoffene er det nest ytterste elektronskallet ikke fullt, og for lantanoidene og actinoidene er det tredje ytterste elektronskallet ikke fullt. Selv om det siste elektronet kom inn i ett av disse skallene, er det alltid elektronene i ytterskallet som avgis når atomet blir til et ion. Som en grov regel sa vi at alle disse atomene har to ytterelektroner, og derfor er +-ionet det vanligste ionet for innskuddsgrunnstoffene. Eksempler er Cu + og Zn +. Men som vi også har nevnt, er energien til elektronene i de ytterste skallene temmelig lik, og derfor ser vi eksempler på at tre elektroner kan bli avgitt fra disse atomene. Et eksempel er Fe 3+. Det er også mulig at bare ett ytterelektron blir avgitt, og da dannes ioner som Cu + og Ag +. Mens metaller danner positive ioner, kan typiske ikke-metaller danne negative ioner, og på den måten oppfylles oktettregelen. Halogenene i gruppe 17 har syv ytterelektroner i atomene, og de kan ta opp ett elektron og danne negative ioner: F,Cl,Br og I. Tilsvarende kan ikke-metaller i gruppe 16 opptre med ioner av typen O og S. Orbitaler og inndeling i blokker Det er som oftest relativt stor forskjell på energien til elektronene i de forskjellige skallene. Men det kan også være noe forskjell på energien til elektronene innenfor ett og samme skall. Elektroner i samme skall som har ulike energinivåer, sier vi er i ulike orbitaler. De elektronene i et skall som har samme energi, sier vi tilhører samme orbitaltype. Orbitaltypene betegnes s, p, d og f. Hvert skall har én s-orbital. Den kan ta to elektroner. Elektronene i s-orbitalen i det første skallet, K-skallet, kaller vi 1s-elektronene. I L-skallet kaller vi s-orbitalen s, i M- skallet kaller vi s-orbitalen 3s, osv. Fra L-skallet kan atomer Fordeling av elektroner på skall og orbitaler Betegnelse Skall Nummer (n) Maks. antall elektroner (n ) også ha elektroner i p-orbitaler, og fra M-skallet kan de ha elektroner i d-orbitaler. På tilsvarende måte som for s-orbitalene står 3p for p-orbitaler i 3. skall, M-skallet, mens 4d står for d-orbitaler i N-skallet. Hver orbital kan ta to elektroner. Det er én s-orbital i hvert skall med i alt to elektroner. Det er tre mulige p-orbitaler i et skall, fem d-orbitaler og syv f-orbitaler, og det maksimale antallet elektroner er henholdsvis 6, 10 og 14. Tabellen viser hvor mange elektroner det maksimalt kan være i et skall og i orbitalene i et skall. Betegnelse Maks. antall elektroner K 1 1s 1 = L 8 M 3 18 N 4 3 s p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Orbitaler 1 = 3 = 6 1 = 3 = 6 5 = 10 1 = 3 = 6 5 = 10 7 = 14 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 3

10 1.7 Atombegrepets historie s-blokk d-blokk f-blokk p-blokk Grunnstoffene i periodesystemet deler vi inn i blokker etter hvilke orbitaler påfyllingen av elektroner skjer i. Se figuren ovenfor og sammenlign den med periodesystemet på omslaget foran i boken. s-blokken omfatter alkalimetallene og jordalkalimetallene med atomer som har henholdsvis ett og to elektroner i en s-orbital. For p-blokken kan du telle bortover og se at det er seks grupper i blokken. Det svarer til påfylling av seks elektroner i p-orbitalene. Innskuddsgrunnstoffene hører til i d-blokken, og atomene deres blir etter hvert fylt opp med ti elektroner i d- orbitalene fra venstre mot høyre i periodesystemet. I periodesystemet på omslaget bak i boken er fordelingen av elektroner oppgitt. I hovedteksten på side 1 fikk du en grov regel som sa at atomer av innskuddsgrunnstoffene har to ytterelektroner og påfylling i det nest ytterste skallet. De to ytterelektronene er i s-orbitalen, og påfyllingen skjer i d-orbitalene. I hovedteksten nevnte vi også at energinivåene for elektroner i to skall ofte ligger nær hverandre. Av figuren til høyre ser du at elektroner i 4s-orbitalen faktisk har lavere energi enn elektroner i 3d-orbitalene. Det er grunnen til at det 4. skallet ikke blir fylt opp etter 0 Ca, som har to elektroner i s-orbitalen. I stedet blir atomene av innskuddsgrunnstoffene fylt på med elektroner i 3d-orbitalene altså i det nest ytterste skallet. Fra 1 Sc til og med sink ( 30 Zn) fylles etter hvert alle de ti elektronene i 3d-orbitalene. Deretter fortsetter påfyllingen av i alt seks elektroner i 4p-orbitalene fra gallium ( 31 Ga) og til krypton ( 36 Kr). Da er også 4p-orbitalene fulle. I lantanoidene blir de syv 4f-orbitalene fylt opp med opptil 14 elektroner, og i actinoidene er det 5f-orbitalene som fylles på. 18 Skisse av periodesystemet med s-, p-, d- og f-blokker. Energi N M L f d p d s p s p s K 1 s Skall Skallnr. Største antall elektroner Orbital Energinivåene i de forskjellige orbitalene. Antoine Lavoisier ( ) og hans kone og medhjelper Marie-Anne-Pierette Paulze. Arsenatomer i overflaten av en galliumarsenidkrystall (GaAs). I hullet der det lyser rødt mangler det et oksygenatom. Atomer og grunnstoffer De greske filosofene innså allerede for ca. 500 år siden at det bare er to muligheter når man deler et stoff i stadig mindre deler. Enten kan man bare fortsette å dele, eller så kommer man til en minstedel som ikke lar seg dele videre. En slik minstedel kalte de atom, da atomos på gresk betyr u-delelig. Franskmannen Antoine Lavoisier, som var utdannet jurist, etablerte begrepet grunnstoff i en bok fra I den skrev han at et grunnstoff er ethvert stoff som ikke har latt seg dele i enklere stoffer. Lavoisier satte også opp en liste over de stoffene han anså for å være grunnstoffer, og i listen står både jern, gull, svovel og oksygen, dessuten varme og lys. Han er en av de største kjemikerne som har levd, men han fikk ikke lønn som fortjent. Han ble halshugget under den franske revolusjon ikke fordi han var kjemiker, men fordi han var adelsmann, en sentral person i det franske vitenskapsakademi og dessuten skatteoppkrever. Atomet blir en realitet Ideen om atomer som grunnlag for kjemien ble nesten glemt inntil 1600-tallet. Engelskmannen John Dalton foreslo i 1803 at alle atomer av et grunnstoff må være like og ha samme masse, og at atomene av forskjellige grunnstoffer har forskjellig masse. Han satte opp en tabell der massen av noen grunnstoffer var gitt i forhold til massen av et H-atom, som han satte til 1. Disse relative atommassene hadde han fastsatt gjennom eksperimenter. Det var noe helt nytt, for grekerne bygde ikke sine teorier på eksperimenter. Dalton tenkte seg at det alltid måtte være et helt antall atomer av hvert av grunnstoffene som reagerte med hverandre. Han foreslo også formler for forbindelsene. Først etter 1905 hadde man eksperimentelle resultater som overbeviste alle om at atomer virkelig eksisterer. I dag vet vi at de eksisterer, og vi kan til og med ta bilder av dem. Partiklene et atom består av Engelskmannen Michael Faraday gjorde forsøk med elektrolyse og fant i 1833 ut at elektrisk strøm er en strøm av minstedeler. Men først på slutten av tallet ble denne minstedelen kalt elektron. Dermed hadde vi fått på plass den første partikkelen i dagens atommodell. I elektriske utladninger fant forskerne positivt ladde partikler. Disse partiklene fikk i 190 navnet protoner. Omtrent samtidig ble man klar over at det måtte være en partikkel til i atomkjernen, en som var elektrisk nøytral og hadde omtrent samme masse som et proton. Denne tenkte partikkelen fikk 4 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 5

11 Ernest Rutherford ( ). Niels Bohr ( ). navnet nøytron, men den ble ikke påvist før i 193. Etter 1945 fant fysikere ut at protoner og nøytroner kan bestå av mindre enheter, og i 1964 fikk de navnet kvarker. Atomene er altså ikke udelelige som de gamle grekerne hadde tenkt seg. De består selv av mindre deler. Bohrs atommodell Nyzealenderen Ernest Rutherford var den første som foreslo hovedtrekkene i dagens atommodell ut fra forsøk. I 1911 skjøt han positivt ladde partikler, heliumkjerner, mot en gullfolie og fant da at noen av partiklene ble kastet tilbake. Ut fra det sluttet han at kjernene i gullatomene måtte være positive og dessuten små og inneholde nesten hele atommassen. Han tenkte seg at atomet var omgitt av elektroner som beveget seg omkring kjernen omtrent som planetene kretser rundt solen. Etter datidens oppfatning kunne ikke et atom med sine negative elektroner som kretser rundt en positiv atomkjerne, være stabilt. I stedet måtte elektronene bli trukket inn mot kjernen og sende ut lys på vei inn. Dansken Niels Bohr fant i 1913 en radikal løsning på dette problemet da han arbeidet i Rutherfords forskningsgruppe i Manchester. Han gjorde beregninger på et atom med en kompakt kjerne og bare ett elektron. Han antok at elektronet gikk i sirkelbane rundt kjernen, og at bare visse sirkelbaner var tillatt. Hver sirkelbane svarer til en bestemt energi hos atomet, slik at energien er kvantisert (tallfestet). Hver tillatte energi kalte han et energinivå. Slik tenkte Bohr: Jo nærmere kjernen elektronet er, desto fastere er det bundet. Når elektronet er i den innerste banen, er atomet i grunntilstanden. For å flytte et elektron til en bane lenger fra kjernen, må det tilføres energi. Slik energi kan elektronet få ved at atomet kolliderer med et annet atom med stor fart, eller ved at atomet blir bestrålt med ultrafiolett lys. Når atomet på denne måten blir tilført energi, sier vi at atomet blir eksitert. Når elektronet faller tilbake til en sirkelbane nærmere kjernen og dermed går fra et høyere energinivå til et lavere, blir det frigjort energi som sendes ut som lys med en bestemt bølgelengde. Allerede i 1860-årene hadde forskerne sett at når grunnstoffer blir varmet opp i en flamme, sender de ut lys med forskjellige bølgelengder. Hver bølgelengde svarer til en linje i det spekteret som kommer frem, og spektrene for de p + Sirkelbanene viser tillatte energinivåer for hydrogenatomet. Det innerste nivået (der elektronet er tegnet) er grunntilstanden. Tilføres energi, kan elektronet bli eksitert og hoppe ut til et høyere nivå. helios (gr.) = sol n = 4 n = 3 n = n = 1 Bølgelengde Linjespektrum H-spekteret og energinivåene for H-atomet. Hver overgang mellom energinivåer svarer til en linje i spekteret. Erwin Schrödinger ( ). forskjellige grunnstoffene er ulike. Ingen kunne på den tiden forklare spektrene, men forskerne kunne bruke spektrene som et «fingeravtrykk» for grunnstoffene. Det var lett å få et godt spektrum fra en liten mengde stoff, derfor kunne spektrene brukes til å finne nye grunnstoffer. Et kjent eksempel er oppdagelsen av helium i 1868, som først ble funnet på solen. Med sin modell kunne Bohr beregne bølgelengdene i spekteret fra hydrogenatomer. Han beregnet bølgelengden til linjene i spekteret, og resultatet passet svært godt med de observerte bølgelengdene. Det var et stort gjennombrudd og gjorde Bohr berømt. Men verken Bohr eller andre fikk tilsvarende beregninger for atomer med flere elektroner til å passe med de observerte spektrene. Det viste seg at det var nødvendig med en helt ny teori. Dagens atommodell Østerrikeren Erwin Schrödinger foreslo i 196 en ny modell der elektronene ikke går i fast bestemte sirkelbaner, men befinner seg i mer diffuse skall. Schrödingers atommodell, som er dagens atommodell, er en matematisk modell. Den kan blant annet brukes til å beregne spektre av atomer med mer enn ett elektron og til å beregne bindingsforhold i molekyler. Til dette trenger man kraftige datamaskiner og effektive dataprogrammer. Vi har brukt en forenkling av denne modellen tidligere i kapitlet. Innenfor kjemien kalles slike beregninger kvantekjemi, og det er blitt et eget arbeidsområde. Et dataprogram som kalles Dalton, er utviklet ved Universitetet i Oslo og brukes over hele verden. Ved hjelp av Dalton er det mulig å forutsi hva som vil skje i eksperimenter, og å forklare hva som har skjedd. Med et slikt program kan vi studere stoffer og reaksjoner som er for kostbare eller for farlige til å bli studert i laboratoriet. Selv om vi nå har tillit til dagens atommodell, kan noen i fremtiden utvikle en enda bedre modell. Men alt vil ikke bli forandret. En ny modell vil sikkert inneholde viktige trekk fra dagens atommodell slik denne har beholdt trekk fra Bohrs modell. Nobelpriser Det er mange som har bidratt til utviklingen av atombegrepet gjennom 500 år. De som har gjort mest etter år 1900, og som derfor er nevnt med navn ovenfor, har fått nobelprisen: Rutherford (kjemi 1908), Bohr (fysikk 19) og Schrödinger (fysikk 1933). Du kan lese mer om dem og hvorfor de fikk prisen, på eller 6 Verden som kjemikere ser den Verden som kjemikere ser den 7

12 Sammendrag Kjemi er læren om stoffene, deres oppbygning, egenskaper og reaksjoner og om energiforandringer ved stoffendringene. På makronivå arbeider vi med og observerer stoffene, på mikronivå forklarer vi stoffenes egenskaper og reaksjoner ut fra oppbygningen. Stoff er alt som har masse og opptar plass. Et rent stoff er enten et grunnstoff som består av én type atomer, eller en kjemisk forbindelse som er bygd opp av to eller flere typer atomer. Atomnummeret til et grunnstoffatom er lik antallet protoner i kjernen. Nukleontallet til et atom er lik summen av antall protoner og nøytroner i atomkjernen. Isotoper er atomer av ett grunnstoff med forskjellig antall nøytroner i atomkjernene, f.eks. H og 1 H. Elektronene er i skall rundt atomkjernen. Det kan maksimalt være elektroner i K-skallet, 8 i L-skallet og 18 elektroner i M-skallet. I det ytterste skallet kan det ikke være mer enn 8 elektroner. Antall ytterelektroner bestemmer egenskapene til et grunnstoff. Oktettregelen: Åtte elektroner i det ytterste skallet er en stabil elektronfordeling. Et atom kan oppnå åtte elektroner ved å gi fra seg eller ta opp elektroner eller ha felles elektroner med ett eller flere andre atomer. I periodesystemet er grunnstoffene ordnet i vertikale grupper og horisontale perioder. Gruppene 1, og kalles hovedgrupper. Grunnstoffer i samme hovedgruppe har like mange ytterelektroner i atomene, og antallet er lik (det siste) sifferet i gruppenummeret. Gruppene 3 1 kalles innskuddsgrunnstoffene. Påfylling av elektroner fra et grunnstoff til det neste i periodesystemet skjer i det ytterste skallet for grunnstoffer i hovedgruppene, i nest ytterste skall for innskuddsgrunnstoffene og i tredje ytterste skall for lantanoidene og actinoidene. Ideen om at alle stoffer er bygd opp av atomer, oppstod alt i oldtiden. Bohr foreslo i 1911 den første atommodellen som ligner på dagens modell. Dagens skallmodell ble foreslått i 196 og tatt i bruk fra Verden som kjemikere ser den

Kjemien stemmer KJEMI 1. Figurer kapittel 1: Verden som kjemikere ser den

Kjemien stemmer KJEMI 1. Figurer kapittel 1: Verden som kjemikere ser den Figur s. 9 Figur s. 10 Makronivå Kjemiske stoffer Beskrivelser Mikronivå Atomer, molekyler, ioner Forklaringer Kjemispråk Formler, ligninger Beregninger Figur s. 11 Cl H O C Kulepinnemodeller (øverst)

Detaljer

Kjemi 1. Figur s. 10. Figurer kapittel 1: Verden som kjemikere ser den. Makronivå Kjemiske stoffer Beskrivelser

Kjemi 1. Figur s. 10. Figurer kapittel 1: Verden som kjemikere ser den. Makronivå Kjemiske stoffer Beskrivelser Figur s. 10 Makronivå Kjemiske stoffer Beskrivelser Mikronivå Atomer, molekyler, ioner Forklaringer Kjemispråk Formler, ligninger Beregninger Figur s. 11 Cl H O C Kulepinnemodeller (øverst) og kalottmodeller

Detaljer

Verden som kjemikere ser den

Verden som kjemikere ser den 1 Verden som kjemikere ser den Mål for opplæringen er at du skal kunne gjøre rede for den historiske utviklingen av atombegrepet og beskrive og sammenligne Bohrs atommodell og dagens atommodell forklare,

Detaljer

Kosmos SF. Figur 3.2b. Figurer kapittel 5: Elektroner på vandring Figur s. 128 + + Modell av et heliumatom. Protoner

Kosmos SF. Figur 3.2b. Figurer kapittel 5: Elektroner på vandring Figur s. 128 + + Modell av et heliumatom. Protoner Figurer kapittel 5: Elektroner på vandring Figur s. 128 Elektron e p Nøytron n e Proton Modell av et heliumatom. Figur 3.2b Protoner Nøytroner Elektroner Nukleoner Elementærladning Elementærpartikler er

Detaljer

Nano, mikro og makro. Frey Publishing

Nano, mikro og makro. Frey Publishing Nano, mikro og makro Frey Publishing 1 Nivåer og skalaer På ångstrømnivået studere vi hvordan atomer er bygd opp med protoner, nøytroner og elektroner, og ser på hvordan atomene er bundet samen i de forskjellige

Detaljer

Atommodeller i et historisk perspektiv

Atommodeller i et historisk perspektiv Demokrit -470 til -360 Dalton 1776-1844 Rutherford 1871-1937 Bohr 1885-1962 Schrödinger 1887-1961 Atommodeller i et historisk perspektiv Bjørn Pedersen Kjemisk institutt, UiO 31 mai 2007 1 Eleven skal

Detaljer

Grunnstoffa og periodesystemet

Grunnstoffa og periodesystemet Grunnstoffa og periodesystemet http://www.mn.uio.no/kjemi/tjenester/kunnskap/period esystemet/ Jord, eld, luft, vatn = dei fire elementa ( «grunnstoffa») 118 grunnstoff Grunnstoff består av berre ein atomtype.

Detaljer

er små partikler i atomkjernen. Nøytronene er nøytrale, og vi bruker symbolet n for nøytronet. Nøytronet ble påvist i 1932.

er små partikler i atomkjernen. Nøytronene er nøytrale, og vi bruker symbolet n for nøytronet. Nøytronet ble påvist i 1932. Figurer kapittel 3 Elektroner på vandring Figur s. 62 Elektron e p Nøytron n e Proton Modell av et heliumatom. Protoner Nøytroner Elektroner Nukleoner er små partikler i sentrum av atomene, dvs. i atomkjernen.

Detaljer

FLERVALGSOPPGAVER ATOMER og PERIODESYSTEMET

FLERVALGSOPPGAVER ATOMER og PERIODESYSTEMET FLERVALGSOPPGAVER ATOMER og PERIODESYSTEMET Hjelpemidler: Periodesystem Atomer 1 Hvilket metall er mest reaktivt? A) sølv B) bly C) jern D) cesium Atomer 2 Hvilket grunnstoff høyest 1. ioniseringsenergi?

Detaljer

KOSMOS. 5: Elektroner på vandring Figur side Modell av et heliumatom. Elektron. Nøytron. p + Proton. Protoner

KOSMOS. 5: Elektroner på vandring Figur side Modell av et heliumatom. Elektron. Nøytron. p + Proton. Protoner 5: Elektroner på vandring Figur side 132 Elektron e p Nøytron n e Proton Modell av et heliumatom. Protoner Nøytroner Elektroner Nukleoner Elementærladning Elementærpartikler er små partikler i sentrum

Detaljer

Kjemi 1. Figur s. 43. Figurer kapittel 3: Bindinger, oppbygning og egenskaper

Kjemi 1. Figur s. 43. Figurer kapittel 3: Bindinger, oppbygning og egenskaper Figur s. 43 + + + + + + Metallion Ytterelektron «Elektronsjø» + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Et metall kan vi tenke på som positive ioner i en «sjø» av ytterelektroner. 9 8 7 6 5 4 1

Detaljer

Kjemien stemmer KJEMI 1

Kjemien stemmer KJEMI 1 Figur s. 43 Et metall kan vi tenke på som positive ioner i en «sjø» av ytterelektroner. + + + + + + Metallion Ytterelektron «Elektronsjø» + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Modeller av metallkrystall

Detaljer

NORSK LOVTIDEND Avd. I Lover og sentrale forskrifter mv. Utgitt i henhold til lov 19. juni 1969 nr. 53.

NORSK LOVTIDEND Avd. I Lover og sentrale forskrifter mv. Utgitt i henhold til lov 19. juni 1969 nr. 53. NORSK LOVTIDEND Avd. I Lover og sentrale forskrifter mv. Utgitt i henhold til lov 19. juni 1969 nr. 53. Kunngjort 6. februar 2017 kl. 14.50 PDF-versjon 10. februar 2017 03.02.2017 nr. 118 Forskrift om

Detaljer

Hvorfor studere kjemi?

Hvorfor studere kjemi? Hvorfor studere kjemi? Kjemi er vitenskapen om elektronenes gjøren og laden. For å forstå kjemi: Følg elektronene. Samtlige kjemiske reaksjoner kan deles i to hovedkategorier: 1) Redoksreaksjoner, reaksjoner

Detaljer

Atomets oppbygging og periodesystemet

Atomets oppbygging og periodesystemet Atomets oppbygging og periodesystemet Solvay-kongressen, 1927 Atomets oppbygging Elektroner: 1897. Partikler som kretser rundt kjernen. Ladning -1. Mindre masse (1836 ganger) enn protoner og nøytroner.

Detaljer

URBAN MINING GJENNVINNING AV METALLER FRA EE-AVFALL. Rolf Tore Ottesen Norges geologiske undersøkelse

URBAN MINING GJENNVINNING AV METALLER FRA EE-AVFALL. Rolf Tore Ottesen Norges geologiske undersøkelse URBAN MINING GJENNVINNING AV METALLER FRA EE-AVFALL Rolf Tore Ottesen Norges geologiske undersøkelse REGJERINGENS MINERALSTRATEGI Næringsminister Trond Giske TEMA FOR FOREDRAGET Tradisjonell gruvedrift

Detaljer

Kapittel 2 Atom, molekyl og ion. 1. Moderne beskrivelse av atom - Enkel oppbygning - Grunnstoff og isotoper - Navn på grunnstoff

Kapittel 2 Atom, molekyl og ion. 1. Moderne beskrivelse av atom - Enkel oppbygning - Grunnstoff og isotoper - Navn på grunnstoff Kapittel 2 Atom, molekyl og ion 1. Moderne beskrivelse av atom - Enkel oppbygning - Grunnstoff og isotoper - Navn på grunnstoff 2. Introduksjon til det periodiske systemet 3. Molekyl og ioniske forbindelser.

Detaljer

BINGO - Kapittel 1. Bilde av svovel (bilde side 9) Et natriumion (Na + ) Positiv partikkel i kjernen på et atom (proton)

BINGO - Kapittel 1. Bilde av svovel (bilde side 9) Et natriumion (Na + ) Positiv partikkel i kjernen på et atom (proton) BINGO - Kapittel 1 Bingo-oppgaven anbefales som repetisjon etter at kapittel 1 er gjennomgått. Klipp opp tabellen (nedenfor) i 24 lapper. Gjør det klart for elevene om det er en sammenhengende rekke vannrett,

Detaljer

1) Redoksreaksjoner, reaksjoner hvor en forbindelse. 2) Syre basereaksjoner, reaksjoner hvor en. elektronrik forbindelse reagerer med en

1) Redoksreaksjoner, reaksjoner hvor en forbindelse. 2) Syre basereaksjoner, reaksjoner hvor en. elektronrik forbindelse reagerer med en Hvorfor studere kjemi? Kjemi er vitenskapen om elektronenes gjøren og laden. For å forstå kjemi: Følg elektronene. Samtlige kjemiske reaksjoner kan deles i to hovedkategorier: 1) Redoksreaksjoner, reaksjoner

Detaljer

Fasit oppdatert 10/9-03. Se opp for skrivefeil. Denne fasiten er ny!

Fasit oppdatert 10/9-03. Se opp for skrivefeil. Denne fasiten er ny! Fasit odatert 10/9-03 Se o for skrivefeil. Denne fasiten er ny! aittel 1 1 a, b 4, c 4, d 4, e 3, f 1, g 4, h 7 a 10,63, b 0,84, c,35. 10-3 aittel 1 Atomnummer gir antall rotoner, mens masse tall gir summen

Detaljer

FLERVALGSOPPGAVER STØKIOMETRI

FLERVALGSOPPGAVER STØKIOMETRI FLERVALGSOPPGAVER STØKIOMETRI Hjelpemidler: Periodesystem og kalkulator Hvert spørsmål har et riktig svaralternativ. Støkiometri 1 Bestem masseprosenten av nitrogen i denne forbindelsen: (N 2 H 2 ) 2 SO

Detaljer

elementpartikler protoner(+) nøytroner elektroner(-)

elementpartikler protoner(+) nøytroner elektroner(-) All materie, alt stoff er bygd opp av: atomer elementpartikler protoner(+) nøytroner elektroner(-) ATOMMODELL (Niels Bohr, 1913) - Atomnummer = antall protoner i kjernen - antall elektroner e- = antall

Detaljer

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 11

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 11 Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel Jon Walter Lundberg 07.04.205 Viktige formler: N øytrontall = N ukleontall P rotontall E = mc 2 A = N t A = A 0 ( 2 ) t t /2 N = N 0 ( 2 ) t t /2 Konstanter:

Detaljer

1. Oppgaver til atomteori.

1. Oppgaver til atomteori. 1. Oppgaver til atomteori. 1. Hva er elektronkonfigurasjonen til hydrogen (H)?. Fyll elektroner inn i energidiagrammet slik at du får elektronkonfigurasjonen til hydrogen. p 3. Hva er elektronkonfigurasjonen

Detaljer

Hvorfor hydrogen? Bjørg Andresen Spesialrådgiver Institutt for energiteknikk

Hvorfor hydrogen? Bjørg Andresen Spesialrådgiver Institutt for energiteknikk Hvorfor hydrogen? Bjørg Andresen Spesialrådgiver Institutt for energiteknikk www.ife.no Innhold Hva er hydrogen Produksjon Fra naturgass ZEG -konseptet Fra vann Sluttbruk Marked Grunnstoff med kjemisk

Detaljer

Forskrift om forurensningslovens anvendelse på radioaktive stoffer og radioaktivt avfall

Forskrift om forurensningslovens anvendelse på radioaktive stoffer og radioaktivt avfall Forskrift om forurensningslovens anvendelse på radioaktive stoffer og radioaktivt avfall Fastsatt med hjemmel i lov 13. mars 1981 nr. 6 om vern mot forurensninger og om avfall (forurensningsloven) 6 nr.

Detaljer

Kjemiske bindinger. Som holder stoffene sammen

Kjemiske bindinger. Som holder stoffene sammen Kjemiske bindinger Som holder stoffene sammen Bindingstyper Atomer Bindingene tegnes med Lewis strukturer som symboliserer valenselektronene Ionebinding Kovalent binding Polar kovalent binding Elektronegativitet,

Detaljer

F F. Intramolekylære bindinger Kovalent binding. Kjemiske bindinger. Hver H opplever nå å ha to valenselektroner og med det er

F F. Intramolekylære bindinger Kovalent binding. Kjemiske bindinger. Hver H opplever nå å ha to valenselektroner og med det er Kjemiske bindinger Atomer kan bli knyttet sammen til molekyler for å oppnå lavest mulig energi. Dette skjer normalt ved at atomer danner kjemiske bindinger sammen for å få sitt ytterste skall fylt med

Detaljer

Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter

Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter 1 Hvilken ladning har et proton? +1 2 Hvor mange protoner inneholder element nr. 11 Natrium? 11 3 En isotop inneholder 17 protoner og 18 nøytroner. Hva er massetallet?

Detaljer

H Mn 43 Tc. 26 Fe 44 Ru. 27 Co 45 Rh. 28 Ni 46 Pd. 29 Cu 47 Ag 1 H 9 F 7 N 8 O 6 C

H Mn 43 Tc. 26 Fe 44 Ru. 27 Co 45 Rh. 28 Ni 46 Pd. 29 Cu 47 Ag 1 H 9 F 7 N 8 O 6 C Figur s. Li Na 9 K Rb Cs 8 Fr Be Mg 0 Ca 8 Sr Ba 88 Ra H 8 9 0 Sc 9 Y Ti 0 Zr V Nb Cr Mo Mn Tc Fe Ru Co Rh 8 Ni Pd 9 Cu Ag 0 Zn 8 Cd 8 9 80 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 0 0 0 0 08 09 0 890 Rf Db Sg Bh Hs

Detaljer

Rust er et produkt av en kjemisk reaksjon mellom jern og oksygen i lufta. Dette kalles korrosjon, og skjer når metallet blir vått.

Rust er et produkt av en kjemisk reaksjon mellom jern og oksygen i lufta. Dette kalles korrosjon, og skjer når metallet blir vått. "Hvem har rett?" - Kjemi 1. Om rust - Gull ruster ikke. - Rust er lett å fjerne. - Stål ruster ikke. Rust er et produkt av en kjemisk reaksjon mellom jern og oksygen i lufta. Dette kalles korrosjon, og

Detaljer

3 MOL, STØKIOMETRI. et atom (nukleontallet) tilnærmet gir oss massen til atomet målt i u. Cl har masse ca. 37 35

3 MOL, STØKIOMETRI. et atom (nukleontallet) tilnærmet gir oss massen til atomet målt i u. Cl har masse ca. 37 35 3.1 ATOMMASSE 3 MOL, STØKIOMETRI Vi ser av tabell 3.1 at et proton og et nøytron har omtrent samme masse, mens et elektron har forsvinnende liten masse i forhold til disse under en tusendel. Vi ser også

Detaljer

Kjemien stemmer KJEMI 1

Kjemien stemmer KJEMI 1 Figur s. 30 Cl Na + Modell av NaCl med Na + -ioner og Cl -ioner. Det er like mange av hver ionetype (1 : 1). Figur s. 31 2 3 4 6 7 1 2 1 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb Cs 87 Fr 4 Be 12 Mg 20 Ca 38 Sr 6 Ba 88 Ra

Detaljer

Periodesystemet.

Periodesystemet. Periodesystemet http://www.youtube.com/watch?v=zgm-wskfbpo Periodesystemet har sitt navn fra at det ble observert at egenskaper til atomer varierte regelmessig og periodisk. Som vi viste og demonstrerte

Detaljer

Repetisjon. Atomer er naturens minste byggesteiner. Periodesystemet ordner grunnstoffene i 18 grupper. Edelgasstruktur og åtteregelen

Repetisjon. Atomer er naturens minste byggesteiner. Periodesystemet ordner grunnstoffene i 18 grupper. Edelgasstruktur og åtteregelen 423 Atomer er naturens minste byggesteiner Atom: Atomet er den minste delen av et grunnstoff som fortsatt har de kjemiske egenskapene til grunnstoffet. Atomet består av en positivt ladd atomkjerne. Rundt

Detaljer

Senter for Nukleærmedisin/PET Haukeland Universitetssykehus

Senter for Nukleærmedisin/PET Haukeland Universitetssykehus proton Senter for Nukleærmedisin/PET Haukeland Universitetssykehus nøytron Anriket oksygen (O-18) i vann Fysiker Odd Harald Odland (Dr. Scient. kjernefysikk, UiB, 2000) Radioaktivt fluor PET/CT scanner

Detaljer

5:2 Tre strålingstyper

5:2 Tre strålingstyper 58 5 Radioaktivitet 5:2 Tre strålingstyper alfa, beta, gamma AKTIVITET Rekkevidden til strålingen Undersøk rekkevidden til gammastråling i luft. Bruk en geigerteller og framstill aktiviteten som funksjon

Detaljer

Kjemi 1 Årsprøve vår 2011

Kjemi 1 Årsprøve vår 2011 Kjemi 1 Årsprøve vår 2011 Tillatte hjelpemidler: Tabeller i kjemi og kalkulator. Flervalgsoppgaver Oppgave 1 omfatter flervalgsoppgavene a-y. Hver oppgave har fire svaralternativer med ett riktig svar.

Detaljer

Den 35. internasjonale Kjemiolympiade i Aten, juli uttaksprøve. Fasit.

Den 35. internasjonale Kjemiolympiade i Aten, juli uttaksprøve. Fasit. Oppgave 1 A) d B) c C) b D) d E) a F) a G) c H) d I) c J) b Den 35. internasjonale Kjemiolympiade i Aten, juli 2003. 1. uttaksprøve. Fasit. Oppgave 2 A) a B) b C) a D) b Oppgave 3 Masseprosenten av hydrogen

Detaljer

FLERVALGSOPPGAVER KJEMISK BINDING

FLERVALGSOPPGAVER KJEMISK BINDING FLERVALGSOPPGAVER KJEMISK BINDING Hjelpemidler: periodesystem Hvert spørsmål har et riktig svaralternativ. Kjemisk binding 1 I hvilke(t) av disse stoffene er det hydrogenbindninger? I: HF II: H 2 S III:

Detaljer

NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR KJEMI

NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR KJEMI NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR KJEMI EKSAMEN I KJ 2031 UORGANISK KJEMI VK Mandag 31. mai 2010 Tid: 09.00 13.00 Faglig kontakt under eksamen: Karma Mathisen, Realfagbygget

Detaljer

Alt er kjemi. Kapittel 3. Veiledning til fagstoffet. Kapitlet dekker følgende kompetansemål:

Alt er kjemi. Kapittel 3. Veiledning til fagstoffet. Kapitlet dekker følgende kompetansemål: Kapittel 3 Alt er kjemi Veiledning til fagstoffet læremål Formuleringene i elevboka på side 89: Hva et atom er, og hvordan atomene kan binde seg sammen til ulike forbindelser. Hva et grunnstoff er, og

Detaljer

Kjemiske bindinger. La oss demonstrere ved hjelp av eksempler

Kjemiske bindinger. La oss demonstrere ved hjelp av eksempler Kjemiske bindinger Atomer kan bli knyttet sammen til molekyler for å oppnå lavest mulig energi. Dette skjer normalt ved at atomer danner kjemiske bindinger sammen for å få sitt ytterste skall fylt med

Detaljer

KAPITEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER.

KAPITEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER. KAPITEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER. KAPITTEL 1. STRUKTUR OG BINDINGER. Året 1828 var, i følge lærebøker i organisk kjemi, en milepæl i utvikling av organisk kjemi. I det året fant Friedrich Wöhler (1800-1882)

Detaljer

Støkiometri (mengdeforhold)

Støkiometri (mengdeforhold) Støkiometri (mengdeforhold) Det er særs viktig i kjemien å vite om mengdeforhold om stoffer. -En hodepine tablett er bra mot hodesmerter, ti passer dårlig. -En sukkerbit i kaffen fungerer, 100 er slitsomt.

Detaljer

Kapittel 7 Atomstruktur og periodisitet Repetisjon 1 ( )

Kapittel 7 Atomstruktur og periodisitet Repetisjon 1 ( ) Kapittel 7 Atomstruktur og periodisitet Repetisjon 1 (04.11.01) 1. Generell bølgeteori - Bølgenatur (i) Bølgelengde korteste avstand mellom to topper, λ (ii) Frekvens antall bølger pr tidsenhet, ν (iii)

Detaljer

FLERVALGSOPPGAVER I NATURFAG VG 1 - KJEMI

FLERVALGSOPPGAVER I NATURFAG VG 1 - KJEMI FLERVALGSOPPGAVER I NATURFAG VG 1 - KJEMI Naturfag kjemi 1 Hva er det kjemiske symbolet for jern? A) H 2 O B) Cu C) Fe D) Cd E) Mn Naturfag kjemi 2 Hvilken av reaksjonslikningene er balansert og viser

Detaljer

RST Fysikk 1 lysark kapittel 10

RST Fysikk 1 lysark kapittel 10 RST Fysikk 1 lysark kapittel 10 Klikk på sidetallet for å komme til det enkelte lysark. De svarte sidetallene viser hvor illustrasjonen står i læreboka. Kapittel 10 Utstrålingstetthet og innstrålingstetthet,

Detaljer

PARTIKKELMODELLEN. Nøkler til naturfag. Ellen Andersson og Nina Aalberg, NTNU. 27.Mars 2014

PARTIKKELMODELLEN. Nøkler til naturfag. Ellen Andersson og Nina Aalberg, NTNU. 27.Mars 2014 PARTIKKELMODELLEN Nøkler til naturfag 27.Mars 2014 Ellen Andersson og Nina Aalberg, NTNU Læreplan - kompetansemål Fenomener og stoffer Mål for opplæringen er at eleven skal kunne beskrive sentrale egenskaper

Detaljer

Q = ΔU W = -150J. En varmeenergi på 150J blir ført ut av systemet.

Q = ΔU W = -150J. En varmeenergi på 150J blir ført ut av systemet. Prøve i Fysikk 1 Fredag 13.03.15 Kap 9 Termofysikk: 1. Hva er temperaturen til et stoff egentlig et mål på, og hvorfor er det vanskelig å snakke om temperaturen i vakuum? Temperatur er et mål for den gjennomsnittlige

Detaljer

Atomegenskaper. MENA 1001; Materialer, energi og nanoteknologi - Kap. 4. Universet. Elektroner. Periodesystemet Atomenes egenskaper

Atomegenskaper. MENA 1001; Materialer, energi og nanoteknologi - Kap. 4. Universet. Elektroner. Periodesystemet Atomenes egenskaper MENA 1001; Materialer, energi og nanoteknologi - Kap. 4 Atomegenskaper Universet Nukleosyntese Elektroner Orbitaler Kvantetall Truls Norby Kjemisk institutt/ Senter for Materialvitenskap og nanoteknologi

Detaljer

+ - 2.1 ELEKTRISK STRØM 2.1 ELEKTRISK STRØM ATOMER

+ - 2.1 ELEKTRISK STRØM 2.1 ELEKTRISK STRØM ATOMER 1 2.1 ELEKTRISK STRØM ATOMER Molekyler er den minste delen av et stoff som har alt som kjennetegner det enkelte stoffet. Vannmolekylet H 2 O består av 2 hydrogenatomer og et oksygenatom. Deles molekylet,

Detaljer

Fysikkolympiaden 1. runde 26. oktober 6. november 2015

Fysikkolympiaden 1. runde 26. oktober 6. november 2015 Norsk Fysikklærerforening i samarbeid med Skolelaboratoriet Universitetet i Oslo Fysikkolympiaden. runde 6. oktober 6. november 05 Hjelpemidler: Tabell og formelsamlinger i fysikk og matematikk Lommeregner

Detaljer

FASIT (oppg.bok / ekstra oppg.)

FASIT (oppg.bok / ekstra oppg.) 354 Fasit FASIT (oppg.bok / ekstra oppg.) 1.1 Atomer 1.1 a Han utviklet en atommodell slik at det ble fruktbart å snakke om grunnstoffer. b Rosin-i-bolle-modellen c Kjernens ladning er positiv, kjernen

Detaljer

STATISTIKK FRA A TIL Å

STATISTIKK FRA A TIL Å STATISTIKK FRA A TIL Å VEILEDER FOR FORELDRE MED BARN I 5. 7. KLASSE EMNER Side 1 Innledning til statistikk S - 2 2 Grunnleggende om statistikk S - 3 3 Statistisk analyse S - 3 3.1 Gjennomsnitt S - 4 3.1.1

Detaljer

Kap 4. Typer av kjemiske reaksjoner og løsningsstøkiometri

Kap 4. Typer av kjemiske reaksjoner og løsningsstøkiometri 1 Kap 4. Typer av kjemiske reaksjoner og løsningsstøkiometri Vandige løsninger; sterke og svake elektrolytter Sammensetning av løsninger Typer av kjemiske reaksjoner Fellingsreaksjoner (krystallisasjon)

Detaljer

BINGO - Kapittel 6. Når et stoff går fra. Når et stoff går fra fast stoff til væske (smelte) To eller flere atomer som henger sammen (molekyl)

BINGO - Kapittel 6. Når et stoff går fra. Når et stoff går fra fast stoff til væske (smelte) To eller flere atomer som henger sammen (molekyl) BINGO - Kapittel 6 Bingo-oppgaven anbefales som repetisjon etter at kapittel 6 er gjennomgått. Klipp opp tabellen (nedenfor) i 24 lapper. Gjør det klart for elevene om det er en sammenhengende rekke vannrett,

Detaljer

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG AVDELING FOR TEKNOLOGI Kandidatnr: Eksamensdato: 09.12.2004 Varighet: 09.00 14.00 Fagnummer: FO120N Fagnavn: Klasse(r): Generell kjemi Studiepoeng: Faglærer(e): Hjelpemidler:

Detaljer

FAGPLANER Breidablikk ungdomsskole

FAGPLANER Breidablikk ungdomsskole FAGPLANER Breidablikk ungdomsskole FAG: Naturfag 8. trinn Kompetansemål Operasjonaliserte læringsmål Tema/opplegg (eksempler, forslag), ikke obligatorisk Vurderingskriterier vedleggsnummer Demonstrere

Detaljer

Bindinger, oppbygning og egenskaper

Bindinger, oppbygning og egenskaper 3 Bindinger, oppbygning og egenskaper Mål for opplæringen er at du skal kunne forklare, illustrere og vurdere stoffers sammensetning ved hjelp av periodesystemet gjøre rede for vann som løsemiddel for

Detaljer

Forskrift om forurensningslovens anvendelse på radioaktiv forurensning og radioaktivt avfall

Forskrift om forurensningslovens anvendelse på radioaktiv forurensning og radioaktivt avfall Forsrift om forurensningslovens anvendelse på radioativ forurensning og radioativt avfall Fastsatt av Miljøverndepartementet med hjemmel i lov 13. mars 1981 nr. 6 om vern mot forurensninger og om avfall

Detaljer

Bindinger. Hvorfor vil atomer ha åtte elektroner i ytterste skall?

Bindinger. Hvorfor vil atomer ha åtte elektroner i ytterste skall? Bindinger Hvorfor vil atomer ha åtte elektroner i ytterste skall? Finnes det elever som lurer på dette? To klipp fra nettet: http://forum.kvinneguiden.no/index.php?showtopic=457448 http://www.fysikk.no/fysikkforum/viewtopic.php?f=2&t=183

Detaljer

Tyngdekraft og luftmotstand

Tyngdekraft og luftmotstand Tyngdekraft og luftmotstand Dette undervisningsopplegget synliggjør bruken av regning som grunnleggende ferdighet i naturfag. Her blir regning brukt for å studere masse, tyngdekraft og luftmotstand. Opplegget

Detaljer

Solceller. Josefine Helene Selj

Solceller. Josefine Helene Selj Solceller Josefine Helene Selj Silisium Solceller omdanner lys til strøm Bohrs atommodell Silisium er et grunnstoff med 14 protoner og 14 elektroner Elektronene går i bane rundt kjernen som består av protoner

Detaljer

Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist, dvs (se

Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist, dvs (se Individuell skriftlig eksamen i NATURFAG 1, NA130-E 30 studiepoeng UTSATT EKSAMEN 25.05.10. Sensur faller innen 15.06.10. BOKMÅL Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist,

Detaljer

Sandefjordskolen BREIDABLIKK UNGDOMSSKOLE ÅRSPLAN FOR FORESATTE NATURFAG 8.TRINN SKOLEÅR 2015-2016. Side 1 av 9

Sandefjordskolen BREIDABLIKK UNGDOMSSKOLE ÅRSPLAN FOR FORESATTE NATURFAG 8.TRINN SKOLEÅR 2015-2016. Side 1 av 9 Sandefjordskolen BREIDABLIKK UNGDOMSSKOLE ÅRSPLAN FOR FORESATTE NATURFAG 8.TRINN SKOLEÅR 2015-2016 Side 1 av 9 Periode 1: UKE 34-UKE 39 Undersøke og registrere biotiske og abiotiske faktorer i et økosystem

Detaljer

Vekst av planteplankton - Skeletonema Costatum

Vekst av planteplankton - Skeletonema Costatum Vekst av planteplankton - Skeletonema Costatum Nivå: 9. klasse Formål: Arbeid med store tall. Bruke matematikk til å beskrive naturfenomen. Program: Regneark Referanse til plan: Tall og algebra Arbeide

Detaljer

Kapittel 21 Kjernekjemi

Kapittel 21 Kjernekjemi Kapittel 21 Kjernekjemi 1. Radioaktivitet 2. Ulike typer radioaktivitet (i) alfa, α (ii) beta, β (iii) gamma, γ (iv) positron (v) elektron innfangning (vi) avgivelse av nøytron 3. Radioaktiv spaltingsserie

Detaljer

Lewis struktur for H20 og CO2 er vist under. Begge har polare bindinger, men H20 er et polart molekyl mens CO2 er upolart. Forklar hvorfor.

Lewis struktur for H20 og CO2 er vist under. Begge har polare bindinger, men H20 er et polart molekyl mens CO2 er upolart. Forklar hvorfor. Høgskolen i Østfold Avdeling for ingeniør- og realfag EKSAMENSOPPGAVE Fag: IRK10013 Generell kjemi Sensurfrist: Mandag 21. desember Lærer: Birte J. Sjursnes Grupper: 15Kje+Y+tress og 15Bio+Y Dato: 30.11.2015

Detaljer

Prosent. Det går likare no! Svein H. Torkildsen, NSMO

Prosent. Det går likare no! Svein H. Torkildsen, NSMO Prosent Det går likare no! Svein H. Torkildsen, NSMO Enkelt opplegg Gjennomført med ei gruppe svakt presterende elever etter en test som var satt sammen av alle prosentoppgavene i Alle Teller uansett nivå.

Detaljer

1 Leksjon 8 - Kjerneenergi på Jorda, i Sola og i stjernene

1 Leksjon 8 - Kjerneenergi på Jorda, i Sola og i stjernene Innhold 1 LEKSJON 8 - KJERNEENERGI PÅ JORDA, I SOLA OG I STJERNENE... 1 1.1 KJERNEENERGI PÅ JORDA... 2 1.2 SOLENS UTVIKLING DE NESTE 8 MILLIARDER ÅR... 4 1.3 ENERGIPRODUKSJONEN I GAMLE SUPERKJEMPER...

Detaljer

Didaktikkoppgave Atomer og atommodeller

Didaktikkoppgave Atomer og atommodeller Bjørn-Erik Skjøren og David Kelemen Didaktikkoppgave Atomer og atommodeller Studentoppgave GLU-2 2010 NF101 Naturfag Just because you can't see it doesn't mean it isn't there. You can't see the future,

Detaljer

1. UTTAKSPRØVE. til den 2. Nordiske kjemiolympiaden 2017 i Stockholm og den 49. Internasjonale kjemiolympiaden 2017 i Nakhon Pathom, Thailand

1. UTTAKSPRØVE. til den 2. Nordiske kjemiolympiaden 2017 i Stockholm og den 49. Internasjonale kjemiolympiaden 2017 i Nakhon Pathom, Thailand Kjemi OL 1. UTTAKSPRØVE til den 2. Nordiske kjemiolympiaden 2017 i Stockholm og den 49. Internasjonale kjemiolympiaden 2017 i Nakhon Pathom, Thailand Dag: En dag i uke 40-42. Varighet: 90 minutter. Hjelpemidler:

Detaljer

HVORFOR SKAL VI FORTSATT HA FOKUS PÅ MILJØGIFTER? Rolf Tore Ottesen Norges geologiske undersøkelse

HVORFOR SKAL VI FORTSATT HA FOKUS PÅ MILJØGIFTER? Rolf Tore Ottesen Norges geologiske undersøkelse HVORFOR SKAL VI FORTSATT HA FOKUS PÅ MILJØGIFTER? Rolf Tore Ottesen Norges geologiske undersøkelse STORTINGS,MELDING OG MILJØGIFTSUTVALG Sammen for et giftfritt miljø og en tryggere fremtid Stor mangel

Detaljer

LEGEMIDLER OG ORGANISK KJEMI IDENTIFISERING AV AKTIVT STOFF I PARACET

LEGEMIDLER OG ORGANISK KJEMI IDENTIFISERING AV AKTIVT STOFF I PARACET LEGEMIDLER G RGANISK KJEMI IDENTIFISERING AV AKTIVT STFF I PARAET Elevoppgave for den videregående skolen Bruk av avansert instrumentering Kjemisk institutt, Universitetet i Bergen Bergen Januar 2003 (revidert

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i: FYS1000 Eksamensdag: 19. august 2016 Tid for eksamen: 9.00-13.00, 4 timer Oppgavesettet er på 6 sider Vedlegg: Formelark (2 sider).

Detaljer

Formler og navn på uorganiske forbindelser

Formler og navn på uorganiske forbindelser Formler og navn på uorganiske forbindelser Mål for opplæringen er at du skal kunne sette navn på enkle uorganiske forbindelser ved hjelp av regler for navnsetting Kjemi handler om stoffer, og stoffene

Detaljer

LEGEMIDLER OG ORGANISK KJEMI IDENTIFISERING AV AKTIVT STOFF I PARACET Elevoppgave for den videregående skolen Bruk av avansert instrumentering

LEGEMIDLER OG ORGANISK KJEMI IDENTIFISERING AV AKTIVT STOFF I PARACET Elevoppgave for den videregående skolen Bruk av avansert instrumentering LEGEMIDLER G RGANISK KJEMI IDENTIFISERING AV AKTIVT STFF I PARAET Elevoppgave for den videregående skolen Bruk av avansert instrumentering Kjemisk institutt, Universitetet i Bergen Bergen Januar 2003 (ny

Detaljer

Mineraler til mjølkeku, ammeku og sau

Mineraler til mjølkeku, ammeku og sau Mineraler til mjølkeku, ammeku og sau Tore Sivertsen Institutt for produksjonsdyrmedisin, NVH Grovfôrmøter, Slitu og Hvam 09.12.2013 Nødvendige grunnstoffer (for pattedyr) H He Li Be B C N O F Ne Na Mg

Detaljer

Både besvarelsene du leverer inn og det du gjør underveis blir vurdert. (Gruppe 1 starter med oppgave 1, gruppe 2 starter med oppgave 2 osv.) 10.

Både besvarelsene du leverer inn og det du gjør underveis blir vurdert. (Gruppe 1 starter med oppgave 1, gruppe 2 starter med oppgave 2 osv.) 10. INSTRUKS Du har 30 minutter til hver oppgave og skal gå fra stasjon til stasjon. Alle de praktiske øvelsene bortsett fra én kan gjøres i par/grupper. Læreren bestemmer gruppene. Du må levere besvarelsene

Detaljer

Mesteparten av kodingen av Donkey Kong skal du gjøre selv. Underveis vil du lære hvordan du lager et enkelt plattform-spill i Scratch.

Mesteparten av kodingen av Donkey Kong skal du gjøre selv. Underveis vil du lære hvordan du lager et enkelt plattform-spill i Scratch. Donkey Kong Ekspert Scratch Introduksjon Donkey Kong var det første virkelig plattform-spillet da det ble gitt ut i 1981. I tillegg til Donkey Kong var det også her vi første gang ble kjent med Super Mario

Detaljer

Teoretisk kjemi. Trygve Helgaker. Centre for Theoretical and Computational Chemistry. Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo. Onsdag 13.

Teoretisk kjemi. Trygve Helgaker. Centre for Theoretical and Computational Chemistry. Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo. Onsdag 13. 1 Teoretisk kjemi Trygve Helgaker Centre for Theoretical and Computational Chemistry Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo Onsdag 13. august 2008 2 Kjemi er komplisert! Kjemi er utrolig variert og utrolig

Detaljer

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2

AST1010 En kosmisk reise. Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2 AST1010 En kosmisk reise Forelesning 5: Fysikken i astrofysikk, del 2 De viktigste punktene i dag: Sorte legemer og sort stråling. Emisjons- og absorpsjonslinjer. Kirchhoffs lover. Synkrotronstråling Bohrs

Detaljer

Viktige begreper fra fysikk og kjemi

Viktige begreper fra fysikk og kjemi Innhold: Viktige begreper fra fysikk og kjemi... 1 Atom... 1 Grunnstoff... 2 Periodesystemet... 2 Molekyl... 2 Kjemisk binding... 3 Kjemisk nomenklatur... 5 Aggregattilstander... 5 Fast stoff... 6 Væske

Detaljer

MAT1030 Forelesning 30

MAT1030 Forelesning 30 MAT1030 Forelesning 30 Kompleksitetsteori Roger Antonsen - 19. mai 2009 (Sist oppdatert: 2009-05-19 15:04) Forelesning 30: Kompleksitetsteori Oppsummering I dag er siste forelesning med nytt stoff! I morgen

Detaljer

Nøkkelspørsmål til eller i etterkant av introduksjonsoppgaven:

Nøkkelspørsmål til eller i etterkant av introduksjonsoppgaven: Areal og omkrets Mange elever forklarer areal ved å si at det er det samme som lengde gange bredde. Disse elevene refererer til en lært formel for areal uten at vi vet om de skjønner at areal er et mål

Detaljer

3. Balansering av redoksreaksjoner (halvreaksjons metoden)

3. Balansering av redoksreaksjoner (halvreaksjons metoden) Kapittel 4 Oksidasjon og reduksjons reaksjoner (redoks reaksjoner) 1. Definisjon av oksidasjon og reduksjon 2. Oksidasjonstall og regler 3. Balansering av redoksreaksjoner (halvreaksjons metoden) Kapittel

Detaljer

Oppgave 23 V2008 Hvilket av følgende metaller er mest brukt som elektrode i knappecellebatterier?

Oppgave 23 V2008 Hvilket av følgende metaller er mest brukt som elektrode i knappecellebatterier? Hovedområde: Energi for framtiden Eksamensoppgaver fra skriftlig eksamen Naturfag (NAT1002). Oppgave 20 V2008 Biomasse er en energikilde for framtiden, fordi: A) Det skilles ikke ut CO 2 når den brennes.

Detaljer

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO UNVERSTETET OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i: FYS1000 Eksamensdag: 14. august 2015 Tid for eksamen: 14.30-18.30, 4 timer Oppgavesettet er på 5 sider Vedlegg: Formelark (2 sider).

Detaljer

Dersom vi skriver denne reaksjonslikningen ved bruk av kjemiske tegn: side av likningen har vi ett hydrogen mens vi har to på høyre side.

Dersom vi skriver denne reaksjonslikningen ved bruk av kjemiske tegn: side av likningen har vi ett hydrogen mens vi har to på høyre side. Støkiometri (megdeforhold) Det er særs viktig i kjemie å vite om megdeforhold om stoffer. -E hodepie tablett er bra mot hodesmerter, ti passer dårlig. -E sukkerbit i kaffe fugerer, 100 er slitsomt. -100

Detaljer

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for lærer- og tolkeutdanning

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for lærer- og tolkeutdanning HØGSKOLEN I SØR-TRØNELG vdeling for lærer- og tolkeutdanning Emnekode(r): Emnenavn: LGU52005 Naturfag 1 5-10 emne 2 Kjemi Studiepoeng: 7,5 Eksamensdato: 20. mai 2015 Varighet/Timer: Målform: Kontaktperson/faglærer:

Detaljer

NyGIV Regning som grunnleggende ferdighet

NyGIV Regning som grunnleggende ferdighet NyGIV Regning som grunnleggende ferdighet Yrkesfaglærere Hefte med utdelt materiell Tone Elisabeth Bakken 3.april 2014 På denne og neste fire sider er det kopier fra Tangentens oppgavehefte: MATEMATISKE

Detaljer

( ) Masse-energiekvivalens

( ) Masse-energiekvivalens Masse-energiekvivalens NAROM I klassisk mekanikk er det en forutsetning at massen ikke endrer seg i fysiske prosesser. Når vi varmer opp 1 kg vann i en lukket beholder så forutsetter vi at det er fortsatt

Detaljer

Fysikk 3FY AA6227. Elever og privatister. 26. mai 2000. Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag

Fysikk 3FY AA6227. Elever og privatister. 26. mai 2000. Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag E K S A M E N EKSAMENSSEKRETARIATET Fysikk 3FY AA6227 Elever og privatister 26. mai 2000 Bokmål Videregående kurs II Studieretning for allmenne, økonomiske og administrative fag Les opplysningene på neste

Detaljer

5.11 Det periodiske systemet

5.11 Det periodiske systemet SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk 2003 - Tillegg 5 1 Tillegg 5, til kapittel 5: 5.11 Det periodiske systemet La oss se litt mer i detalj på 1. Oppbygningen av de enkelte grunnstoffene Helium (Z

Detaljer

Mer om likninger og ulikheter

Mer om likninger og ulikheter Mer om likninger og ulikheter Studentene skal kunne utføre polynomdivisjon anvende nullpunktsetningen og polynomdivisjon til faktorisering av polynomer benytte polynomdivisjon til å løse likninger av høyere

Detaljer

LEGEMIDLER OG ORGANISK KJEMI EKSTRAKSJON OG IDENTIFISERING AV AKTIVT STOFF I PARACET VHA GC-MS

LEGEMIDLER OG ORGANISK KJEMI EKSTRAKSJON OG IDENTIFISERING AV AKTIVT STOFF I PARACET VHA GC-MS LEGEMIDLER G RGANISK KJEMI EKSTRAKSJN G IDENTIFISERING AV AKTIVT STFF I PARAET VA G-MS Elevoppgave for den videregående skolen Bruk av avansert instrumentering Kjemisk institutt, Universitetet i Bergen

Detaljer

Kosmos SF. Figurer kapittel 10 Energirik stråling naturlig og menneskeskapt Figur s. 278

Kosmos SF. Figurer kapittel 10 Energirik stråling naturlig og menneskeskapt Figur s. 278 Figurer kapittel 10 Energirik stråling naturlig og menneskeskapt Figur s. 278 -partikkel (heliumkjerne) Uran-234 Thorium-230 Radium-228 Radon-222 Polonium-218 Bly-214 Nukleontall (antall protoner og nøytroner)

Detaljer

Fremstille og påvise hydrogengass

Fremstille og påvise hydrogengass Fremstille og påvise hydrogengass Rapport NA154L Tom Dybvik, GLU 5-10NP, Universitetet i Nordland Innholdsfortegnelse 1 Innledning... 3 2 Teori... 4 3 Materiell og metode... 6 3.1 Utstyr... 6 3.2 Framgangsmåte...

Detaljer