No Kemi 7.1

Atomer

En atom är väldigt liten, så liten så att man inte kan se dem, fast när det är miljarders miljoner av sammansatta atomer så kan man se dem. 1 mm är cirka 10 miljoner atomer.

En grekisk filosofer under 400 fkr. kom på iden om att hela världen skulle vara uppbyggd att massa små byggstenar som inte går att dela, han kallade dem atomos som betyder odelbar på grekiska.

Det finns flera miljoner ämnen, men alla är uppbyggda av grundämnen, det finns 118 av dem och varje ämne i världen använder någon av grundämnen, t.ex koldioxid, C2O, 1 kolatom(Carbo) och 2 syreatomer(Oxygenium). Sen finns det ju flera miljoner miljarder av kombinationer med dessa grundämnen, vilket leder till en ny atom.

Det finns olika atomslag, vilket är de olika grundämnena. Det är protonerna som bestämmer vilket atomslag det är. För om atomen har 8 protoner då är det en syreatom, fast om den har 2 protoner är det en heliumatom. Man säger att en atom är neutral eftersom att den har lika många protoner som elektroner och då blir den neutral. Fast om den skulle få fler elektroner blir den negativ och då bildas en jon.

En atom har en kärna, i den så finns det protoner och neutroner. I det första skalet får det plats 2 elektroner, i det andra skalet så får det plats 8 elektroner, i det tredje är det plats 8 elektroner, I det fjärde skalet så får det plats 18 elektroner.

Masstalet säger hur många neutroner och protoner atomen har, eftersom att elektronen väger så extremt lite. Vi säger att en atom har 1 proton, då har den 1 elektron också eftersom att den inte är en isotop. och Atomnumret är 1.008 (.008 = andra isotoper) Men protonen väger 1.

Molekyler

Molekyler är grupper med atomer, det är väldigt sällan att man hittar en ensam atom, istället sitter de alltid ihop i grupper. Grupperna kallas molekyler. En molekyl kan innehålla allt ifrån två atomer till flera miljoner atomer. Ett exempel på en molekyl är en vattenmolekyl, den består alltid av 3 atomer, H2O. H betyder väte(Hydrogenium), och O betyder syre(Oxygenium) och det är därför det inte är ett grundämne.

För att människan ska kunna visualisera molekylerna så har vi skapat 2 olika molekylmodeller. Den första molekyl modellen heter pinn-kul modellen, och kalott-modellen. Ingen av modellerna visar exakt hur de ser ut i verkligheten, men de hjälper oss förstå hur de fungerar.

Molekylerna sitter ihop med hjälp av molekylbindningar, som det står ovan så finns det inte några pinnar för att hålla ihop molekylerna, men det sitter ihop med ett slags klister som håller ihop atomerna, klistret kallas man för molekylbindning, kovelentbildning eller bara binding. Det kan finnas många bindningar eftersom att det kan vara många atomer i en molekyl. I vissa molekyler så har atomerna alltid samma ordning, det betyder att atomerna alltid ser likadana ut. Ett exempel på det är en vattenmolekyl.

Grundämnen

Ett grundämne(element) är när alla atomer har samma antal protoner i atomkärnan. I naturen finns det ungefär 90 olika grundämnen men forskarna har forskat fram ungefär 30 fler och alla grundämnena finns ordnade i det periodiska systemet nedan och det periodiska systemet är ett stort rutnät där alla atomslag är ordnade i en ordning där de är samlade vilka olika egenskaper och hur många protoner atomen har. Den som kom på det periodiska systemet heter Dmitrij Mendelejev.

Det vanligaste är att grundämnena finns i kemiska föreningar. Ett exempel på en kemisk förening är vatten (H2O) som har 2 väteatomer och 1 syreatom. Men du kan också komma i kontakt med grundämnen som helium och guld.

Instabila atomer och radioaktivitet

Radioaktiva ämnen innehåller för många neutroner i atomkärnan i förhållande till antalet protoner. Det gör atomerna instabila, och för att skapa stabilitet, avger de strålning - eller sönderfaller.

Alla atomer efter bly(pb) är instabila och radioaktiva (exkl. vismut(bi)) men din mamma är också instabil och är därför radioaktiv.

Radioaktivitet

Radioaktiva ämnen sönderfaller genom att avge heliumkärnor, det vill säga atomer med 2 protoner och 2 neutroner. Det tyngsta grundämnet (uran-238) är radioaktivt och sönderfaller genom en kedjereaktion.

Radioaktiva ämnen är farliga för att de avger strålning med så hög energi att strålningen kan riva bort elektroner från atomer och molekyler. Om dosen är stor nog slår strålningen ihjäl de drabbade cellerna. De döda cellerna kan ersättas av nya celler, om inte celldöden är så omfattande att hela organet förstörs.

Om dosen inte är stor nog och inte slår ihjäl cellerna, kan istället förstöra vårt dna och föra med genetiska mutationer. Ibland så kan enzymer reparera skadorna, men ibland inte. Och då skapas det en cancercell.

Alfapartikel, betapartikel och gammastrålning, de tre olika strålningarna.

En alfapartikel avges från stora radioaktiva atomer. En alfapartikel är en heliumkärna som sänds ut vid radioaktivt sönderfall av vissa tunga atomkärnor (t.ex uran 238).

Gammastrålning avges från medelstora radioaktiva atomer. Sönderfallet sker oftast i en tvåstegsprocess, där en neutron omvandlas till en proton genom att avge en elektron. Sedan sönderfaller hela atomen genom att avge en gammastrålning; vilket är kortvågigt ljus. Dessa gammastrålningarna åker utan svårigheter in i kroppen men är mindre farlig än de andra strålningstyperna.

En betapartikel avges från små radioaktiva atomer. En betapartikel är en elektron eller positron (positivt laddad elektron) som sänds ut från en atomkärna när den radioaktivt sönderfaller.

Nuklider och isotoper

En isotop är en typ av atom med ett definierat antal neutroner och protoner, den innehåller atomnumret och masstalet. Till exempel kol-14, alla sorters kol atom måste ha 6 protoner men isotopen kol-14 har 6 protoner och 8 neutroner eftersom att masstalet är 14. Eftersom att atomen blir instabil för den har stridande antal protoner och neutroner; blir därför radioaktiv. Likaså med uran-238 som är en isotop för grundämnet uran, med ett masstal av 238.

En nuklid är ett element i kärnan i en atom, till exempel proton eller en neutron (de heter element).

Kemiska föreningar

En kemisk förening är ett kemiskt ämne som har helt andra egenskaper en grundämnet som ingår i den kemiska föreningen. T. ex vatten ( H2O som är en blandning mellan syre och väte). Fast både väte och syre är gaser fast den kemiska föreningen mellan dem bildar vätska. Fast när det blir - 10o bildas den fasta formen av H2O Fast när det temperaturen kommer över 100oC så bildas gas formen av H2O. Ett annat exempel är en förening mellan klor och natrium som bildar natriumklorid (NaCl). Natrium ett fast silverfärgat ämne medans klor är ett grönfärgad gas och tillsammans bildar det vit kökssalt.

Elektronparbindning/Molekylbindning/Kovalentbindning

How to craft vatten:

O2 + 2H2 = 2H2O

How to craft magnesiumoxid:

2Mg + O2 → 2MgO2

How to craft dialuminum dioxide:

4Al2 + 3O2 → 2Al2O3

How to craft photosynsys:

6CO2 + 6H2O + energi (solljus) → 6O2 + C6H12O6 (svår)

Kemiska Reaktioner

Materien är oförstörbar och kan inte skapas (I kemiska reaktioner), nya atomer kan inte tillkomma i kemiska reaktioner, inte heller kan de försvinna i en kemisk reaktion. De blir nya ämnen i kemiska reaktioner. Vad som styr vilka bindningarna är elektroner på sista skalet, de kallas valenselektroner. Valenselektronerna styr vilka kemiska reaktioner / bindningar som ämnet vill göra/skapa. Vad som driver kemiska reaktioner det är att alla elektroner strävar efter ett fullt yttersta skal, eftersom att de vill göra det så kommer de reagera med andra för att få sitt yttersta skal fullt. Atomer (alla) strävar efter ett fullt yttersta skal.

Fast, flytande, gas och plasma

Ädelgaser

Alla ädelgaser har är i samma grupp vilket betyder att de har lika många valenselektroner, och liknande kemiska egenskaper. Ädelgaser vill inte skapa bindningar eftersom att de har fullt i sista skalet, vilket gör att de inte vill göra kemiska reaktioner, de vill inte blanda sig p.ga av detta.

Joner och Jonföreningar

En jon är en atom som har negativ eller positiv laddning beroende på om den har fler eller mindre elektroner än proton-partiklarna i atomkärnan, ex. en syreatom som har 8 protoner, elektroner och elektroner är en neutral atom, men om det skulle vara 9 elektroner så skulle det bli en negativt laddad jon, om det hade 7 elektroner så skulle den vara en positivt laddad jon. Det är p.g.a elektroner är negativt laddad så om man har 7 elektroner och 8 protoner(positivt laddade) så blir jonen positivt laddad eftersom att det finns mer positivt laddade partiklar än negativt laddade.

Ett exempel på en jonförening är ett helt vanligt bordssalt som består av en positivt laddad natriumatom och negativt laddad klorid atom bildar natriumklorid(NaCl) som är en sammansättning av två joner. En katjon är en positivt laddad jon och en anjon är en negativ laddad jon.

Enzym

Under våran livstid konsumerar vi 10000 kg mat. Näringsämnena i maten är livsviktiga bränsle och byggmaterial som håller igång och bygger upp din kropp matspjälkningens uppgift är att sönderdela näringsämnena i så små molekyler som det går. Så att det kan tas upp av blodet och sedan skickas vidare till cellerna för att användas.

Vattnets egenskaper

Vattnets egenskaper har livsviktiga egenskaper för liv på jorden. Genom att En vattenmolekyl alltid ser likadan ut och en vattenmolekyl är alltid asymmetrisk. En vattenmolekyl har fler elektroner än protoner vid väteatomerna så blir molekylen magnetisk. Det kallas att den är polär.

Ytspänning

På grund av att vattenmolekylen är polära vill vattenmolekylernas positiva sida binda med vattenmolekylernas negativa sida, och vice versa. De vill binda till varandra åt alla håll och sidor, fast när vattenmolekylerna är mot luften så kan den inte binda med molekyler ovanför dem eftersom att det inte finns vattenmolekyler där, detta gör att den binder hårdare med vattenmolekylerna under och om sidan om den och ger därför en hårdare yta eftersom att den blir mer kompakt. Det gör att vissa djur kan springa på vatten.

Kapillärkraft

Kapillärkraften beror på att den polära vattenmolekylen påverkas av andra polära molekyler och det behöver inte vara andra vattenmolekyler. Detta gör så att träd kan suga upp vatten från sina tunna kärl, och få upp vattnet till trädtopparna, om inte kapillärkraft skulle ha funnits så skulle det inte funnits växter, om det inte skulle ha funnits växter, så finns det ingen syre. Så kapillärkraft är livsviktig. Desto tunnare glas ju lättare klättrar vattenmolekylerna uppför väggarna.

Lika löser lika

Vattnets polära egenskaper gör så att den endast löser sig med andra polära vätskor. Det kallas lika löser lika. Vattnets densitet. För om du blandar vatten met olika olja så kommer de lägga sig i olika lager. Det är för vattenmolekylen är polär fast oljan inte är. Det är därför vi använder tensider som finns i t.ex tvål.

Vattnets densitet

Is har lägre densitet än vatten i flytande form. Anledningen att is har lägre densitet är på grund av att när vatten i flytande form blir till is så kommer molekylerna närmare varandra, eftersom att de är polära så vill de inte det och + sidor som möts + sidor åker ifrån varandra, det är därför det expanderar och har lägre densitet än flytande vatten. Då lägger sig vattenmolekylerna i ett speciellt lager och då är det väldigt mycket tomrum (vakuum). Det är väldigt sällsynt egenskap i kemiska ämnen. Om inte is skulle ha flytit så skulle hela havet fryst eftersom att det blir kallare under vattnet