Kapitel 2
Innehåll
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 2
Return to TOC
2.1 Kemins tidiga historia2.2 Kemiska lagar 2.3 Daltons atomteori2.4 Tidiga experiment att karaktärisera atomen2.5 Den moderna synen på atomstrukturen: en introduktion2.6 Molekyler och joner2.7 En introduktion till periodiska systemet2.8 Namngivning av enkla föreningar
Avsnitt 2.1
Kemins tidiga historia
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 3
Return to TOC
ca 1900:
Modern syn påatomen
Kemi – en ung vetenskapsgren?
500 0 500 1000 1500 2000
år
Eld
Kermamik
Ädelmetaller
Antikens grekland:
De fyra elementen
Atomos = odelbar
Medeltid:
Metallurgi Alkemister
Renässans:
Antikens idéer på nytt
Vetenskapliga metoder
1700 &1800-tal:
≈ alla grundämnen
Systematisering
Avsnitt 2.1
Kemins tidiga historia
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 4
Return to TOC
Johan Gadolin
• född 5 juni 1760 i Åbo, död 15 augusti 1852 på Sunila säteri i Wirmo socken,
• kemist, fysiker och professor vid Kungliga Akademien i Åbo 1798-1822.
• Han upptäckte grundämnet yttrium 1794 och har fått grundämnet gadolinium uppkallat efter sig.
Avsnitt 2.1
Kemins tidiga historia
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 5
Return to TOC
• Grekerna var de första att försöka förklara kemiska förändringar.
• Alkemin dominerade i 2000 år.Flera grundämnen upptäcktes.
Mineralsyror framställdes.
• Robert Boyle (1627-1691) var den förste “kemisten”.
Utförde kvantitativa experiment.
Kemins tidiga historia
Avsnitt 2.1
Kemins tidiga historia
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 6
Return to TOC
Alkemisternas symboler Jöns Jakob Berzelius (1779-1848)
Avsnitt 2.2Kemiska lagar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 7
Return to TOC
Tre viktiga lagar
• Lagen om massans bevarande (1789 Lavosier)– massa kan varken skapas eller förstöras
• Lagen om definita proportioner (1806 Proust)– en given kemisk förening innehåller alltid samma
förhållande av de ingående grundämnena• Lagen om multipla proportioner (1803 Dalton)
– om två grundämnen A och B kan bilda fler än en kemisk förening är förhållandet mellan A:s massor som förenas med 1 g av B i de olika föreningarna alltid små hela tal
Avsnitt 2.2Kemiska lagar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 8
Return to TOC
Kväve och syreatomer i olika föreningar
Avsnitt 2.3Daltons atomteori
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 9
Return to TOC
Grundämnen består av pyttesmå partiklar: atomer.
Atomerna i ett och samma grundämne är identiska.
Kemiska föreningar uppstår då olika atomslag
kombineras.
Kemiska reaktioner innebär en omorganisation av
atomer, atomerna förändras inte utan sättet hur de är
bundna till varandra
Daltons atomteori 1808
Avsnitt 2.3Daltons atomteori
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 10
Return to TOC
Begreppskoll
Vilka av de följande koncepten i Daltons atomteori anses fortfarande gälla och vara sanna?
I. Grundämnen består av pyttesmå partiklar: atomer. II. Atomerna i ett och samma grundämne är identiska. III. Kemiska föreningar uppstår då olika atomslag
kombineras. IV. Atomer är oförstörbara (odelbara).
Avsnitt 2.3Daltons atomteori
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 11
Return to TOC
• Gay—Lussacs observationerUppmätte volymer av olika gaser som reagerar med varandra vid ett visst tryck och en viss temperatur.
• Avogadros hypotesVid samma tryck och temperatur innehåller lika volymer av olika gaser samma antal partiklar (molekyler).
Gay-Lussac and Avogadro (1809—1811)
Avsnitt 2.3Daltons atomteori
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 12
Return to TOC
Gay-Lussacs observationer
Avsnitt 2.3Daltons atomteori
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 13
Return to TOC
Avogadros hypotes
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 14
Return to TOC
• Kovalenta bindningarUppstår genom att elektroner delas av tvåatomer.Den resulterande atomsamlingen kallas molekyl.
Kemisk bindning
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 15
Return to TOC
Strukturformel förmetan
Rymdmodell förmetan
Photo © Brooks/Cole, Cengag Learning Company. All rightsreserved.
Kulmodell för metan
Ken O'Donoghue
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 16
Return to TOC
Covalent Bonding
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 17
Return to TOC
• JonbindningUppstår genom attraktionen mellan två olika laddade partiklar - joner.Jon – en atom eller molekyl som har en positiv eller negativ nettoladdning.Katjon – positiv jon; saknar elektron(er).Anjon – negativ jon; har extra elektron(er).
Kemisk bindning
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 18
Return to TOC
Natriumatomen förlorar en elektron
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 19
Return to TOC
Kloratomen mottar en elektron
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 20
Return to TOC
Natrium reagerar med klorgas, det bildas natriumklorid.
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 21
Return to TOC
Molekylära föreningar kontra jonföreningar
Avsnitt 2.6Molekyler och joner
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 22
Return to TOC
Sammansatta joner är ”laddade molekyler”: NH4+, NO3¯
Photo © Brooks/Cole, Cengage Learning Company. All rights reserved.
Avsnitt 2.7En introduktion till det periodiska systemet
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 23
Return to TOC
• Metaller och icke-metaller• Grupper – grundämnen i samma kolumn har
liknande kemiska egenskaper• Perioder – grundämnen i samma rad
Periodiska systemet
Avsnitt 2.7En introduktion till det periodiska systemet
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 24
Return to TOC
Avsnitt 2.7En introduktion till det periodiska systemet
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 25
Return to TOC
Orientering i periodiska systemet
Grundämnen klassificeras efter:egenskaper (vertikalt) ”Grupper” ochstigande atomvikt (horisontalt) ”Perioder”
Några viktiga grupper1A = alkalimetaller2A = jordalkalimetaller7A = halogener8A = ädelgaser
Avsnitt 2.7En introduktion till det periodiska systemet
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 26
Return to TOC
Tre halogener: klorgas, brom och jod
Photo © Brooks/Cole, Cengage Learning Company. All rights reserved.
Avsnitt 2.7En introduktion till det periodiska systemet
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 27
Return to TOCLyijyElohopeaKultaAntimoniTinaHopeaKupariRautaPiiHappiTyppiHiiliVetyFinska
HgHydrargyrumKvicksilverAuAurumGuld
PbPlumbumBly
SnStannumTennStStibiumAntimon
AgArgentumSilverCuCuprumKopparFeFerrumJärnSiSiliconKiselOOxygenSyreNNitrogenKväveCCarbonKolHHydrogenVäteSymbolUrsprungligt namnSvenska
Symbol från ursprungligt namn
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 28
Return to TOC
Oorganisk kemisk nomenklatur
Kemiska föreningar namnges enligt vissa regler (IUPAC)
NAMNET SKALL VARAENKLAST MÖJLIGT samt
ENTYDIGT
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 29
Return to TOC
Systematisk namngivning av ämnen
• Au guld• NaCl natriumklorid• H2O diväteoxid• CaCl2 kalciumklorid• H2O2 väteperoxid• MnO2 mangan(IV)oxid• (NH4)2SO4 ammoniumsulfat• P2O5 difosforpentaoxid
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 30
Return to TOC
Binära Jonföreningar (typ I):
1. Katjonen f1. Katjonen föörst, sedan rst, sedan anjonenanjonen2. Monoatom2. Monoatomäär r katjon: grundkatjon: grundäämnesnamnetmnesnamnet
CaCa22++ = = kalciumkalciumjonjon3. Monoatom3. Monoatomäär r anjon:anjon: rotrot ++ --idid
ClCl¯̄ == klorklorididjonjon4. Saltet: katjonnamnet4. Saltet: katjonnamnet ++ anjonnamnetanjonnamnet
CaClCaCl22 == kalciumkloridkalciumklorid
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 31
Return to TOC
VäteLitiumNatriumKaliumCesiumBerylliumMagnesiumKalciumBariumAluminiumSilver
HydridFlouridKloridBromidJodidOxidSulfidNitridFosfid
Vanliga enatomära katjoner och anjoner
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 32
Return to TOC
Binära Jonföreningar (typ II):
1.1. FFöör metaller som kan bilda mer r metaller som kan bilda mer ään en n en slags katjon anvslags katjon anväänds en romersk siffra i nds en romersk siffra i namnetnamnet
ex: PbClex: PbCl22
PbPb2+2+ äär katjonen som r katjonen som äär tvr tvååvväärd (2+ rd (2+ →→ II)II)PbClPbCl22 = bly(II)klorid= bly(II)klorid
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 33
Return to TOC
Några vanliga enatomära kat- och anjonerna
Vanliga typ I katjoner
Vanliga typ II katjoner
Vanliga monoatomära anjoner
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 34
Return to TOC
Binära föreningar (typ III):
1.1. FFööreningar mellan reningar mellan två ickemetaller2.2. Det fDet föörsta grundrsta grundäämnet i formeln namnges fmnet i formeln namnges föörst.rst.3.3. Det andra grundDet andra grundäämnet namnges som om det mnet namnges som om det
vore en anjon.vore en anjon.4.4. AnvAnväänd prefix fnd prefix föör att ange atomfr att ange atomföörhrhåållandetllandet5.5. Men anvMen anväänd aldrig monond aldrig mono--
Ex: PEx: P22OO55 = difosforpentoxid= difosforpentoxid
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 35
Return to TOC
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 36
Return to TOC
Att namnge binäraföreningar
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 37
Return to TOC
Föreningar med sammansatta joner (typ IV):
1.1. Namnges som binNamnges som binäära jonfra jonfööreningar (typ I)reningar (typ I)2. Sammansatt katjon: jonnamnet2. Sammansatt katjon: jonnamnet
NH4+ = = ammoniumjon
3. Sammansatt anjon: jonnamnet 3. Sammansatt anjon: jonnamnet NONO33¯̄ = = nitratjonjon
4. Saltet: katjonnamnet + anjonnamnet4. Saltet: katjonnamnet + anjonnamnetNHNH44NONO33 = ammoniumnitrat= ammoniumnitrat
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 38
Return to TOC
Kvicksilver(I)AmmoniumNitritNitratSulfitSulfatVätesulfat
HydroxidCyanidFosfatVätefosfatDivätefosfat
Vanliga sammansatta katjoner och anjoner
TiocyanatKarbonatVätekarbonat
HypokloritKloritKloratPerkloratAcetatPermanaganatDikromatKromatPeroxidOxalat
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 39
Return to TOC
Övergripande strategi för namgivning av föreningar
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 40
Return to TOC
• känns igen på vätet som återfinns först i formeln t.ex. HCl.
• är binära jonföreningar med en eller fler H+ joner tillsammans med en anjon.
Syror
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 41
Return to TOC
• Om anjonen inte innehåller syre, namnges syran som en binär jonförening: väte+ anjonens namn.
• Exempel:HCl Väteklorid (saltsyra)HCN VätecyanidH2S Vätesulfid
Syror
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 42
Return to TOC
Namn på syror som inte innehåller syre
VätefluoridVätekloridVätebromidVätejodidVätecyanidVätesulfid
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 43
Return to TOC
• Om anjonen innehåller syre:Ändelsen –syra läggs till grundämnesnamnet om anjonen slutar på –at.
• Exempel:HNO3 Nitrat Salpetersyra
(salpeter ⇔ kväve)H2SO4 Sulfat SvavelsyraHClO3 Klorat Klorsyra
Syror
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 44
Return to TOC
• Om anjonen innehåller syre:Ändelsen –syrlighet ersätter syraändelsen om anjonens namn slutar på –it.
• Exempel:HNO2 Nitrit SalpetersyrlighetH2SO3 Sulfit SvavelsyrlighetHClO2 Klorit Klorsyrlighet
Syror
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 45
Return to TOC
Namn på syreinnehållande syror
SalpetersyraSalpetersyrlighetSvavelsyraSvavelsyrlighetFosforsyraÄttikssyra
Avsnitt 2.8Namnge enkla föreningar
Copyright © Cengage Learning. All rights reserved 46
Return to TOC
Namngivning av syror