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 er liten, elektronene befinner seg i relativt stor avstand fra kjernen, elektronene har negativ ladning. d Elektronene går i skall i bestemte avstander fra kjernen, som planetene rundt sola. 1. a I skallmodellen går elektronene i faste skall; i elektronskymodellen opptrer elektronene i en udefinert elektronsky, der tettheten angir sannsynligheten for å finne elektronene. b Umulig å stille modellene opp mot hverandre. Vi trenger begge modellene for å forklare stoffenes egenskaper. 1.3 a Protoner og elektroner ca. 1890, nøytroner 193 b e; ladningen til et elektron c Like mange d Tallene blir så små. 1.4 a Nøytralt, like mange positive som negative ladninger b Negativt, én negativ ladning mer enn de positive c Nøytralt, antallet protoner er lik antallet elektroner d Negativt, antallet negative ladninger er 10, antallet positive ladninger er 8. Ionet får negative ladninger. 1.5 a Grunnstoff nr. 95, americium b 41 95 = 146 c 95 elektroner, like mange som antallet protoner 1.6 Argon: 18 protoner og nøytroner, kalium: 19 protoner og 1 nøytroner, kalsium: 0 protoner og 0 nøytroner 1.7 a Gull (Au), protontallet gir atomnummeret b Finnes fritt i naturen c Edelt metall, lite reaktivt 1.8 a 6,94 u b 3,1 u 1.9 a 71,0 u b 48,0 u c 98,0 u d 46,0 u 1.10 a 95,3 u b 96,1 u c 187,6 u d 133,5 u 1.11 a i K skallet, 1 i L skallet b i K skallet, 8 i L skallet, 1 i M skallet c i K skallet, 8 i L skallet, 7 i M skallet d i K skallet, 8 i L skallet, 10 i M skallet og i N skallet 1.1 a (. gruppe) b 6 (6. periode) c 5 (mistet de to ytterste elektronene) 1.13 Se tabellen. Sym bol Gruppe Antall elektroner totalt i K skallet i L skallet i M skallet i N skallet Valens elektoner Ca 0 8 8 Ne 18 10 8 0 0 8 N 15 7 5 0 0 5 Se 16 34 8 18 6 6 Na 1 11 8 1 0 1 Al 13 13 8 3 0 3 Br 17 35 8 18 7 7

Fasit 355 1.14 Ione formel Ione ladning Antall elektroner Atomnummer Antall protoner Antall nøytroner Al 3+ 3+ 10 13 13 14 7 Cl 1 18 17 17 18 35 Na + 1+ 10 11 11 1 3 O 10 8 8 8 16 Fe 3+ 3+ 3 6 6 30 56 Fe + + 4 6 6 8 54 Zn + + 8 30 30 34 64 Nukleon tall 1.15 a 15. gruppe (hovedgruppe V), 4. periode b 17. gruppe (hovedgruppe VII), 4. periode, ikkemetall, 7 elektroner i det ytterste skallet, et halogen 1.16 a 58 b Lantanoidene 1.17 a Gassen er tyngre enn luft og virker i lave konsentrasjoner irriterende på slimhinnene i luftveiene; kan føre til lungeødem, som kan være dødelig. b To og to atomer deler ett elektronpar for til sammen å få 8 elektroner i det ytterste skallet (se om kovalent binding i kapittel 1.3). c Klormolekylet Cl er svært reaktivt og vil derfor lett reagere for eksempel med et metall og danne Cl ioner. 1.18 A: nitrogengass (N ), B: fluorgass (F ), C: natriummetall (Na), D: neongass (Ne), E: oksygengass (O ) 1. Kjemisk binding 1.0 1 Ca + og F og CaF Mg + og Cl og MgCl 3 Mg + og O og MgO 4 Al 3+ og O og Al O 3 1.1 a Na + og F, 1 : 1 (like mange natriumioner som fluoridioner) b Ca + og Cl, 1 : (dobbelt så mange kloridioner som kalsiumioner) c Na + og O, : 1 (dobbelt så mange natriumioner som oksidioner) d Al 3+ og Cl, 1 : 3 (tre ganger så mange kloridioner som aluminiumioner) 1. a Indeksene 1 og i Ca 1 F viser at forholdet er 1 :, altså dobbelt så mange fluoridioner som kalsiumioner. b Ca + og F for at antallet positive ladninger skal være lik antallet negative ladninger F F 1.3 H Br D F F H N H 1.4 F F H Br H a F F b H Br c H N H d N N H 1.5 H Br H N H a Et molekyl er bundet H N N H N H sammen av kovalente bindinger. H En formelenhet N N er knyttet til ioneforbindelser der ionene er bundet sammen i store N N romgittere. b I en ionebinding har et grunnstoff avgitt ett eller flere elektroner til et annet grunnstoff og dannet ioner. Elektriske krefter binder ioner med ulike ladninger sammen. I en kovalent binding deles ett eller flere elektronpar for å oppfylle oktettregelen, og dermed oppnås det stor stabilitet. c En polar binding er en binding mellom atomer med ulik evne til å tiltrekke det felles elektronparet (ulik elektronegativitet). En upolar binding er oftest en binding mellom like ikke-metallatomer. d En enkeltbinding er deling av ett elektronpar. En dobbeltbinding er deling av to elektronpar. 1.6 a H Se: polar kovalent, SO : polar kovalent, PH 3 : kovalent, ICl: polar kovalent, K S: ionebinding b HF (størst forskjell i elektronegativitet mellom atomene) 1.7 Kovalent binding: H Se, SO, PH 3 og ICl Ionebinding: NaH (Na +, H ), RbCl (Rb +, Cl ), BaO (Ba +, O ) og K S (K + og S )

356 Fasit 1.8 a Vinklet molekyl b S H H Likner vann (H O), bindingsvinkel ca. 105 1.9 a H C N b Dipol, N sterkt elektronegativ 1.30 a Dipolbinding (upolare) b Dipolbinding c Hydrogenbinding d Dipolbinding (upolare) 1.31 a Sterke bindinger mellom molekyler gir høyt kokepunkt. b Hydrogenbindinger (HF sterkere dipol enn HCl) c ICl 1.3 a Polar kovalent b Kovalent c Polar kovalent d Hydrogenbinding e Dipolbindinger (ikke-permanent dipol) f Hydrogenbinding 1.33 a Metallbindinger b Hydrogenbindinger c Ionebindinger 1.34 D (H S og H O vinklede, PH 3 som en pyramide) 1.3 Navnsetting 1.35 a Som gass er hydrogen toatomig (H ). b Hydrogen finnes som gass (H ) i luft. c Her er det ikke tale om hydrogengass, men om grunnstoffet hydrogen (H). d Vi burde heller si hydrogengass (H ) og klorgass (Cl ). 1.36 a Kalsiumfluorid, bariumklorid, strontiumsulfid, natriumjodid, kaliumhydrid, kaliumoksid b SiC, SO 3, OF, BN, PF 5 1.37 a Natriumklorid d Jern(II)sulfid b Bariumklorid e Svoveldioksid c Kalsiumoksid f Fosforpentaklorid 1.38 a AlF 3, aluminiumfluorid b MgO, magnesiumoksid c NaH, natriumhydrid 1.39 a MgF d Na 3 N b MnO e Na S c NO f V O 3 1.40 a NaNO 3 d Al (SO 4 ) 3 b Na SO 4 e CaHPO 4 c AlPO 4 f Ca 3 (PO 4 ) 1.41 a Kaliumnitrat b Natriumsulfat c Aluminiumkarbonat d Kaliumhydrogenkarbonat e Ammoniumklorid f Ammoniumnitrat 1.4 Kjemiske reaksjoner 1.4 B og C 1.43 a MgO + Si Mg + SiO b Fe O + 4H 3Fe + 4H O 3 4 c 3Mg + N Mg N 3 d Al + 3Cl AlCl 3 e 4NH + 3O 4N + 6H O 1.44 B (og D) 3 1.45 a 1,00 mol Au 1.46 a 16,0 g b 3,0 g 1.47 a 1,00 mol b,00 mol b,00 mol Ag c 1,0 g d 76,0 g c 1,00 mol d 1,00 mol

Fasit 357 1.48 a 6,0 10 3 Al 3+ -ioner, 18,0 10 3 Cl -ioner, totalt 4,0 10 3 ioner b 7, 10 3 C atomer, 13 10 3 H atomer, 66, 10 3 O atomer, totalt 71 10 3 atomer c 1,99 10 3 g 1.49 a 38,0 g/mol b 36,5 g/mol 1.50 a 176 g b 95,3 g 1.51,8 millioner år 1.5 4,9 10 molekyler c 40,0 g/mol d 6,0 g/mol c 78,1 g d 156 g 1.53 a 10 g/mol c,87 10 3 formelenheter b 0,476 mol 1.60 a 0,0314 mol Cu og 0,063 mol S b Svovel c 0,0157 mol d,50 g 1.61 a 57 g c 87 % b 48,0 g 1.6 a Fast jern(iii)oksid reagerer med karbonmonoksidgass og danner fast jern og karbondioksidgass. b 6,0 mol e Fe O 3 c 6,0 mol f 349 g d CO 1.63 a Konsentrasjonen av Cl og H faller, mens konsentrasjonen av HCl stiger. b 0,5 mol c H (g) d 0,50 mol 1.54 a,0 mol/l b 0,1 mol/l c 0,43 mol/l 1.55 a,0 mol b 0,10 mol 1.56 a 4,0 L d 0,5 mol/l e 0,057 mol/l c,1 mol b 4,0 L 1.5 Entropi og entalpi 1.64 Eksoterme: a og c 1.65 9,8 kj 1.66 a Eksoterm b 149 kj c 10,8 g 1.57 a H (g) + Cl (g) HCl(g) c 1 H -molekyl 1 Cl -molekyl HClmolekyler 1 mol H 1 mol Cl mol HCl d,0 g H 71,0 g Cl 73,0 g HCl 1.58 a Na(s) + Cl (g) NaCl(s) b 4Al(s) + 3O (g) Al O (s) 3 c C H O (s) C H OH(l) + CO (g) 6 1 6 5 d Ca(s) + H O(l) Ca(OH) (aq) + H (g) 1.59 a Mg(s) + O (g) MgO(s) b 40,3 g 1.67 a Øker b S > 0 1.68 For at det skal skje en spontan reaksjon, må endring i Gibbs fri energi G = H T S < 0 system omgivelser system Smelting av is er en endoterm reaksjon der entropien i systemet øker ( H > 0 og S > 0). Ved T = 73 K (= 0 C) er G = H T S = 0. system omgivelser system Ved T > 73 K er DG system negativ og reaksjonen spontan.

358 Fasit 1.69 fotosyntese a 6CO (g) + 6H O(l) C H O (s) + 6O (g), H > 0 celleånding 6 1 6 b Celleåndingen c Celleåndingen er spontan fordi den både er eksoterm ( H < 0 ) og fører til økende grad av uorden ( S > 0 ) bl.a. som et resultat av at antallet partikler øker. DG = DH TDS er derfor negativ. Fotosyntesen må da være endoterm og føre til økende grad av orden ( H > 0, S < 0 ). 1.6 Reaksjonsfart 1.70 a Ved romtemperatur har ingen klor og hydrogenmolekyler energi større enn aktiveringsenergien. Dermed kan ikke reaksjonen finne sted, selv om reaksjonen ville være spontan ved romtemperatur ( G < 0 ). b Ved denne temperaturen har noen klor og hydro genmolekyler energi som er større enn aktiver ingsenergien. 1.71 Øke temperaturen, konsentrasjonen av saltsyra eller overflaten til sinken. 1.7 Katalysatoren får aktiveringsenergien for reaksjonen til å avta, slik at flere molekyler kan reagere. 1.73 Øke konsentrasjonen til svovelsyre, øke temperaturen eller øke overflaten til magnesiumbiten 1.74 B 1.75 Nr. Forandring i reaksjonsfart Forandring i totalvolum O a økning ingen b minskning ingen c økning økning d minskning økning e minskning ingen f økning ingen g ingen ingen h minskning minskning i økning økning 1.76 a Aktiveringsenergien er Q. H = 9 kj b Aktiveringsenergien er Q + 9 kj. H = +9 kj c Hint: Liten, fordi aktiveringsenergien er høy 1.77 a 4C H ( NO ) (l) CO (g) H O(g) N (g) O (g) 3 5 3 3 1 + 10 + 6 + b Entropien øker fordi fire molekyler i væskeform spaltes til 9 molekyler i gassform. I tillegg er reaksjonen eksoterm (DH < 0). DG = DH TDS << 0 c Stor, lav aktiveringsenergi d Fordi nitroglyserol dekomponerer og derfor ikke er avhengig av andre stoffer (som oksygen) for å reagere e Hint: Konsentrasjon 1.78 b Ved å se på stigningstallet til kurven. 1.7 Kjemisk likevekt 1.79 a Det er en likevektsreaksjon. b Konsentrasjonen av alle de tre gassene er konstant. c Reaksjonsfarten i de to motsatte reaksjonene er den samme ved likevekt. d SO 3 (g) 1.80 Homogene: a, b, d, f Heterogene: c, e 1.81 [NO ] a K = K = mol/l [N O ], [ ] 4 [ClF ] 3 b K = K = mol/l) 3 [Cl ][F ], [ ] ( [CO][Cl ] c K = K = mol/l [COCl ], [ ] [SO ] 3 d K = K = mol/l) [SO ] [O ], [ ] ( 1.8 K = 300 (mol/l) 1 1.83 K = 17 (mol/l) 1 1.84 1,33 mol 1

Fasit 359 1.85 33 g 1.86 C og E 1.87 A og D 1.88 a Forskyves mot høyre b Ingen endring c Forskyves mot høyre d Forskyves mot venstre e Forskyves mot venstre f Ingen endring 1.89 A og C B og D 1.90 [H O] [ CO] a Q = = 6,0 > K = 1,6 [H ][CO ] b Mot venstre c 1,4 mol 1.91 a Heterogen b Forskyves mot høyre c Ingen endring d Ingen endring 1.9 a Forskyves mot høyre b Forskyves mot høyre c Forskyves mot venstre d Forskyves mot venstre e Ingen endring f Ingen endring 1.93 a C b B c F 1.94 a,0 (mol/l) b Venstre

a Udelelig b Ild, luft, jord og vann c År 1800: ca. 37 grunnstoffer år 1900: ca. 85 grunnstoffer a En forenklet framstilling av en teori b Thomson tenkte seg elektronene i atomet som rosinene i en bolle. I Rutherfords atommodell er det tomrom mellom atomkjernen og elektronene c Protoner og elektroner ble oppdaget a Rekkefølgen er basert på grunnstoffenes økende atommasser b Grunnstoffene i 4. periode har elektroner i fire skall, grunnstoffene i 6. periode har elektroner i seks skall c Atomnummeret angir antall protoner i kjernen, gruppenummeret til de 8 hovedgruppene (angitt som romertall) angir antall elektroner i ytterste skall, periodenummeret angir antall skall med elektroner i d Kvikksølv (Hg) og brom (Br) e International Union of Pure and Applied Chemistry a De har like stor, men motsatt elektrisk ladning b Et nøytron har ingen elektrisk ladning c Protonets masse er ca. 000 ganger større enn elektronets masse a Samme periode b Samme gruppe c Samme gruppe d Samme gruppe a Li og Na b Ba og Ra c He og Ne a Elektronfordelingen forteller hvordan elektronene er fordelt rundt kjernen b K-skallet elektroner, L-skallet 8 elektroner, M-skallet 18 elektroner og N-skallet 3 elektroner c K-skallet har ett energinivå, L-skallet har to energinivåer, M-skallet har tre energinivåer og N- skallet har fire energinivåer d Første energinivå har plass til elektroner, andre 6 elektroner, tredje 10 elektroner og i det fjerde energinivået er det plass til 14 elektroner e Et nøytralt atom har like mange protoner som elektroner, et ion har ulikt antall protoner og elektroner slik at atomet enten får en positiv eller en negativ ladning a Mg: elektroner i K-skallet, 8 i L-skallet og i M-skallet Ar: elektroner i K-skallet, 8 i L-skallet og 8 i M-skallet b Na + og S - har begge 8 elektroner i det ytterste skallet c 18 elektroner d De er stabile.,6 g/cm 3 a He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn b 8 elektroner c Smelte- og kokepunktene øker med økende atomnummer d 8 elektroner i ytterste skall har vist seg å gi stabile stoffer a De danner ofte salter sammen med grunnstoffer fra hovedgruppe I og II b Fluor lysegul gass, klor gulgrønn gass, brom rødbrun væske, jod svartfiolett i fast form, astat likner et metall c Lyspærene er fylt med ikke brennbar halogengass a Nukleoner omfatter protoner og nøytroner, nukleoner antyder at partiklene finnes i kjernen b A = Z + N

a Pb c 8 nøytroner a 67 protoner, 98 nøytroner, 67 elektroner b Holmium c Lantanoidene a 8 elektroner b Xenon som edelgass reagerer ikke med glødetråden D er ikke riktig b 90 elektroner d null elektroner a I H deles ett elektronpar, i N tre elektronpar, i O to elektronpar b Nei c Kloriddelen trekker mer på det delte elektronparet og danner dermed en liten negativ pol. Hydrogendelen får en liten positiv pol d Elektronegativiteten er høyest øverst oppe i høyre hjørnet (hvis vi ser bort fra edelgassene), og lavest i venstre hjørnet av periodesystemet A Polar kovalent binding B Ionebinding C Kovalent binding D Ionebinding B og D er dipoler a I en ioneforbindelse er antallet positive og negative ladninger likt. Ba + må derfor reagere med Cl til BaCl b To positive ladninger c Ett elektron må fjernes d KBr B er ikke en dipol A og 4 B og C og 3 D og 1 a Den energien som skal til for å fjerne ett elektron fra et atom b Lavest ioniseringsenergi hos alkalimetallene, høyest ioniseringsenergi hos edelgassene c Litium har litt høyere ioniseringsenergi enn de som står under i hovedgruppen d Det avgis energi, og den kalles elektronaffinitet a D har høyest elektronegativitet b Mest kovalent karakter c E har høyest ioniseringsenergi d BE B A C er riktig C er ikke riktig

a Atomene ligger tett som tennisballer i en eske b Fordi atomene ligger tett sammen c Det er sterke bindinger mellom atomene d De positive metallionene kan gli i forhold til hverandre. Elektronskyen bidrar til at de positive ionene ikke frastøter hverandre a Permanent dipol er en dipol som holder seg over tid, en ikke-permanent dipol vil kun eksistere en brøkdel av et sekund b Ved å presse gassen sammen går den over i væskeform. Det må være bindinger som holder væsken sammen c Binding mellom to dipoler d Fordi den er mye sterkere enn dipol-dipolbindingen e Fire B D C a Natriumklorid b Bariumklorid c Kalsiumoksid d Jernsulfid e Svoveldioksid f Fosforpentaklorid a AlF 3 b MgO c NaH a 10,8 u b 14,01 u a 36,46 u f 6,03 u b 58,44 u g 158,0 u c 16,00 u h 34, u d 97,1 u i 34,0 u e 98,09 u j 94,97 u Kalium, nikkel og jod Stoff Bindingstype Mellom partiklene a 4,04 g c 8,00 g b 14 g d 3,0 g fast KBr ionebinding K + og Cl fast Ba metallbinding Ba + og e (elektronsky) fast Na O ionebinding Na + og O fast CO polar kovalent binding C og O svak van der Waals CO og CO fast NH 4 Cl polar kovalent binding N og H ionebinding NH + og Cl 4 PH 4, gass polar kovalent binding P og H He, gass svak van der Waals He og He a 4,03 g d 55,9 g b 640 g e 95,0 g c 117 g f 34 g a 5,90 10-3 g b 169 g c 1,18 10 19 g a 1 mol Al 3+ og 3 mol F - b mol positive ioner (NH 4 + ) og mol negative ioner (NO 3 ) c 1 : 1 d mol Al 3+ og 3 mol SO 4 D

a 133,5 g/mol b 3,1 g/mol c 14,0 g/mol d 7 g/mol e 80 g/mol a 5,6 10 3 mol c 0,306 mol b 0,34 mol d 0,0 mol a Tips: Celleånding, nedbryting og oppbygging av proteiner b Tips: De fleste prosesser i kroppen er riktignok kjemiske reaksjoner, men det er kanskje for enkelt å si at alt er kjemi? a 6,0 10 3 Na-atomer b 18,1 10 3 Na-atomer c 1,0 10 3 H-atomer d 03,9 mol a 0,09 mol b 1,56 mol c 7,0 g/mol Alle forbindelsene har lik molar masse 55,5 mol B a 4Al + 3O Al O 3 b C 6 H 6 + 15O 6H O + 1CO c SiO + C Si + CO d NaNO 3 + H SO 4 Na SO 4 + HNO 3 a FeCl + Cl FeCl 3 b C H + 5N O CO + H O + 5N c CH 4 + 4Cl CCl 4 + 4HCl 4NH 4 ClO 4 (s) + Al(s) Al O 3 (s) + HCl(g) + Cl (g) + 7H O(g) + NO(g) + NO (g) a 104 protoner, 153 nøytroner, 104 elektroner b ca. 1600 atomer c 0 sekunder = 4 halveringer, 4,6 10 0 g eller 100 atomer a 0,0 M b 1,4 M c 5,1 g d 8,68 M a 3,95 g b 8,8 g c 31 g a [Na + ] = 0,50 M, [SO 4 ] = 0,5 M b [Ba + ] = 0,0579 M, [Cl ] = 0,116 M c [Al 3+ ] = 1,0 M, [SO 4 ] = 1,5 M d [Ca + ] = 0,030 M e [NO 3 ] = 0,400 M a CH 4 (l) + O (g) CO (g) + H O(l) b 1 mol CO (g) og mol H O(l) c,0 g CO (g) og 9,00 g H O(l) d 13,8 g CO (g) og 5,63 g H O(l) a 0,0149 mol b 0,00497 mol c 3 mol Ag 1 mol Au d Au 3+ (aq) + 3Ag(s) Au(s) + 3Ag + (aq) a C 3 H 8 (l) + 5O (g) 3CO (g) + 4H O(l) b 300 g c 363 g a Mg(s) + O (g) MgO(s) b 16,6 g c Oksygengass: 3,4 g

a C H 5 OH(aq) + O (g) CH 3 COOH(aq) + H O(l) b 86 g c 1 g d 16 g a 10,7 g b 6,00 g vann og 14,7 g karbondioksid b 4A(s) + 3B (g) A x B y (s) c A B 3 (s) a,0 mol b K= 0,66 a 0,5 M a K = [ CO] [H ] [ CO ][ H O] b [CO] = [H O] = 0,017 M og [CO ] = [H ] = 0,033 M c 67 % b K= 0,0 M a Cl Cl b I realiteten vil ikke klorgass spaltes ved romtemperatur, fordi likevekten er forskjøvet helt over mot venstre a Forsøk A b Forsøk C c Hint: Saltsyre i overskudd, fordi samme mengde hydrogengass dannes i alle forsøkene Se side 105 i grunnboka A, B og C Hint: Overflaten er større D Hint: En katalysator er til stede E Lysglimtet får klormolekylene til å spaltes slik at det dannes svært reaktive kloratomer. Et slikt kloratom kalles ofte et klorradikal, og det reagerer svært lett med hydrogenmolekylet B og E C Øker: a, b, e, g, k Avtar: c, d, f, j, l, m Ingen endring: h, i a Forskyves mot 1) venstre, ) ingen virkning b Forskyves mot 1) venstre og ) høyre c Forskyves mot 1) venstre og ) høyre d Forskyves mot 1) venstre og ) ingen virkning e Forskyves mot 1) venstre og ) høyre Hint: Se elevforsøk 5.4 a Den første vil være meget forskjøvet mot venstre, mens den andre er meget forskjøvet mot høyre b Den første vil bli mindre forskjøvet mot venstre, mens den andre blir mindre forskjøvet mot høyre a Hint: I beholder A ble NH 3 (g) ført inn til å begynne med, mens N (g) og H (g) ble ført inn i beholder B. b Hint: Fordi både likevektskonstanten og den totale stoffmengde av hvert grunnstoff er den samme i begge beholderne Tips: I lungene er [O ] større enn i blodet, men situasjonen er motsatt i cellene. C