Kemi - Frågor

Förklara begreppet materia.

Allting som tar plats och har en massa och volym kallas för materia. Materia består av väldigt små delar som kallas för atomer. Atomerna is in tur består av olika delar. Det finns mer än 100 olika typer av atomer. Atomerna går inte att se men man brukar bygga modeller av olika slag för att föreställa hur atomerna ser ut. 

Förklara hur en atom är uppbyggd.

På början av 1800-talet fanns det teorier om att atomen var odelbar och att det endast var  partiklar och atomer som bygger upp olika ämnen. I slutet av 1800-talet visade det sig att detta inte stämde. Man upptäckte att det fanns ännu mindre delar. Även fast det finns olika atomer så är alla uppbyggda likadant. Det enda som avgör vad det är för ämne är hur många protoner och elektroner det är. Det kan man se i periodiska systemet. 

I atomens mitt finns atomkärnan. I atomkärnan finns protoner som alltid är positivt laddad (+). Runtom atomkärnan kretsar det elektroner som har en negativ laddning (-). Elektronerna rör sig snabbt omkring atomkärnan med alltid lika stort avstånd. Elektronerna finns runtom kärnan i olika skal. Det skalet som är absolut närmast kärnan kallas för K-skalet och kan innehålla två elektroner. Utanför K-skalet finns det 6 andra skal. Man kallar de i alfabetisk ordning från K till Q. Alla skal utanför K-skalet kan rymma högst 8 elektroner var. Men det behöver inte betyda att det inte får vara mindre än 8 elektroner i ett skal. Till exempel så har ämnet beryllium fullt med elektroner i K-skalet, alltså två stycken. Men i L-skalet har atomen bara 2 elektroner av 8 möjliga i skalet. 

En atom har alltid en neutral laddning. För att ha det måste atomerna bestå av lika många protoner (positivt laddning) och elektroner (negativ laddning) som tar ut varandra. En atom kan också var uppbyggd på neutroner. Neutronen har ingen laddning alls så atomens laddning för ändras inte beroende på hur många neutroner den har.  Neutroner finns för att göra atomen mer stabil. 

Ett atomslag till exempel väte kan ha olika isotoper. Isotoper är olika varianter av ett slags atomslag. Atomen har alltid samma antal protoner och elektroner men olika antal neutroner i sina kärnor. 

Förklara vad molekyler är. Ge exempel.

En molekyl är atomer som sitter ihop med varandra. För att det ska vara en molekyl måste den bestå av minst två atomer som sitter ihop. Atomerna som sitter ihop i en molekyl kan vara samma typ av atom eller olika typer av atomer. Till exempel koloxidmolekyler som är uppbyggd av en syreatom och en kolatom. 

Förklara vad en jon är.

Atomer har en egenskap som gör att de kan, när det kommer i kontakt med andra ämnens atomer, skicka elektroner mellan varandra. Om en atom får en elektron från en annan atom blir den inte längre neutral. Elektroner har en negativ laddning (-) och i atomen kommer det inte finnas nog många protoner (+) för att laddningen ska var neutral. Atomen kommer då att få en negativ laddning. Om en atom lämnar ifrån sig en elektron till en annan atom kommer den bli positivt laddad då det inte finns nog många elektroner(-) för att atomen ska vara neutral. Detta gör atomer då det oftast villl ha fullt i deras ytter skal.

Till exempel så kan natrium (Na) och klor (Cl) vara joner. Natriumatomer är uppbyggd med 11+ protoner och 11- elektroner. I K-skalet (2 elektroner) och L-skalet (8 elektroner) är det fullt med elektroner. Men i M-skalet finns det bara 1 elektron. 

En kloratom består av 17+ protoner och 17- elektroner. K-skalet (2 elektron) och L-skalet (8 elektroner) har fullt med elektroner. I M-skalet finns det 7 elektroner. Då är varken natriumatomen eller kloratomen nöjda då de vill ha ett fullt yttre skal. När de här två ämnena kommer i kontakt så skickar Na en elektron till Cl. Då blir atomerna laddade vilket gör att man skriver natrium som Na+ och klor som Cl-. Tillsammans bildar dessa två ämnen salt med kemiska beteckningen NaCl.

En jon är alltså en laddad atom eller molekyl. 

Ge exempel på olika atommodeller (historik).

Thomsons atommodell är den äldsta. Den kan även kallas för russinmodellen eller plum pudding-modellen. Atommodellen gjordes av J. J. Thomason år 1904.

I modellen visas det att man har kommit fram till att det finns positiva och negativa laddningar. Man har inte upptäckt att det finns neutroner som har en neutral laddning.  Man har heller inte upptäckt att det finns olika skal som elektronerna far omkring i eller att atomen har en kärna. Enligt den här atommodellen så har protonerna och elektronerna ingen speciell plats där det är i själva atomen. Istället så är de lösa och fri i atomen. I modellen framkommer det att atomen har en neutral laddning då det är lika många elektroner och protoner.

Bohrs atommodell är den näst äldsta modellen och den gjordes av Niels Bohr år 1913. Det är denna modell som brukar använda i skolan då den är lättast att förstå. Dock framställs atomen som platt enligt den här modellen, vilket den inte är.

I den här modellen visar man även att det finns positiva och negativa laddningar. Och att atomen har en neutral laddning. Tillskillnad från Thomsons atommodell så har man upptäckt att det finns olika skal och en kärna. Protonerna och elektronerna är inte varsomhelst i atomen. Protonerna är i kärnan på atomen och elektronerna är i olika skal runtom kärnan. Man vet att i skalet närmast kärnan (k-skalet) ryms det två elektroner och att i de andra skalen ryms det åtta elektroner. Man har upptäckt att det finns neutroner i kärnan som gör atomen stabil. Neutroner saknar laddning. 

Rutherfords atommodell är den nyaste. Den liknar väldigt mycket Bohrs atommodell. Till skillnad från Bohrs atommodell visar denna att atomen är rund. 

Den här atommodellen visar alla atomens delar och hur den är uppbyggs med elektroner, protoner, neutroner, en kärna, olika skal och en neutral laddning. I den här modellen så finns elektronerna i ett moln runtom kärnan och att det är lika långt avstånd till kärnan. Förre den här modellen så uppfattades atomerna platta genom atommodeller. Den här atommodellen visar att atomen är 3D. 

Förklara vad ett grundämne är. Ge exempel.

Ett grundämne är ett ämne som endast består av en sorts atom. Grundämnen är rena ämnen. Till exempel så är kol och järn två grundämnen. Kol består endast av kolatomer och järn består endast av järnatomer. 

Det finns lika många grundämnen som det finns olika typer av atomer. Detta kan man se i det periodiska systemet.

Man delar in grundämnena i två olika grupper. Vilka?

Man brukar dela in grundämnen i metaller och icke-metaller. Det finns även halv-metaller som man räknar in i icke-metallen. Om man kollar i det periodiska systemet ser man att det finns mer metaller än icke-metaller. 

Man kan enkelt urskilja om ämnet är en metall eller inte. Metaller är glansiga och leder värme och elektricitet bra. 

Förklara vad som är typiskt för metaller.

Det typiska för metaller är att de leder ström och elektricitet väldigt bra. Detta eftersom att elektronerna kan röra sig fritt i metallen vilket leder till att metallen kan transportera olika elektriska laddningar. Ett exempel på en mettal som kan leda ström och elektricitet bra är tenn. 

Metaller kan man känna igen på den glansig yta. Metaller har en speciell glans och ett exempel är guld. 

Metaller är även formbara. Tunna bitar av metall kan man lätt böja till exempel aluminium och magnesium. Men det går även att forma metaller genom att värma upp eller smälta ner de. 

Metaller har en hög densitet, alltså volymmassa. 

Förklara vad en kemisk förening är. Ge exempel.

Kemiska föreningar är motsatsen till grundämnen. Medan grundämnen bara består av en slags atom består en kemisk förening av flera olika sorters atomer. Till exempel så är H2O (vatten) och CO2 (koldioxid) kemiska föreningar. En vattenmolekyl består av en syreatom och två väteatomer. En koldioxidmolekyl består av en kolatom och två syreatomer.

Förklara begreppet blandning och lösning.

Det mesta i världen är blandningar av olika slag. En blandning består av minst två olika ämnen. Ämnena som finns i blandningen har kvar sina gamla egenskaper. Till exempel i saft som innehåller vatten (H2O), socker, färgämnen och smakämnen. Sockret smakar fortfarande sött, färgämnena har fortfarande kvar sin färg och smakämnena har fortfarande kvar sin smak. De finns två olika slags blandningar, heterogen och homogen. Heterogen betyder olika och i en sån blandning går det lätt att urskilja de olika delarna. Det kan tex vara en fruktsallad där det är lätt att urskilja banan från äpple. 

Homogen betyder samma och i en sån blandning går inte delarna att urskilja. Delarna går inte ens att urskilja i ett mikroskåp. En sådan blandning brukar kallas för lösning och kan tex vara saft. 

Skillnaden mellan blandning och lösning är att i en lösning kan man inte se de olika beståndsdelarna pga att de är för små. 

Förklara hur ämnen kan påverkas av temperaturförändringar. Ge exempel.

När man utsätter ett ämne för temperaturförändringar så att ämnet omvandlas kallas för fysikaliska förändringar. Den fysikaliska förändringen har sin grund i hur ämnets minska delar rör på sig. När ett ämne ändrar form får den helt nya egenskaper. 

Ämnets minska delar, atomer och molekyler, kommer att röra på sig olika mycket beroende på hur hög temperaturen är. Vatten i flytande form (H2O) till exempel kommer molekylerna att röra sig fram och tillbaka. Ibland kommer de även att krocka i varandra. Om man skulle börja värma vattnet och öka temperaturen så skulle molekylerna att röra sig mera. Molekylernas rörelse kommer bli snabbare ju mer man höjer temperaturen. Endel molekyler kommer att få en så hög fart att det lämnar vattnet och stiger upp i luften. När vattnet börjar koka vid 100°C kommer vattnet ändra form till gasform, vattenånga. Då kommer mer molekyler att lämna vattnet i form av vattenånga. 

Molekylernas rörelse ökar ju varmare det blir. Men när temperaturen sänks så minskar molekylernas rörelse. Tillslut kommer molekylerna att stanna av nästan helt. Då är vattnet i fast form, is. Detta sker för vatten vid 0°C. 

Vad är den absoluta nollpunkten, och vad händer?

När till exempel vatten är i fast form så kommer molekylerna att sitta ihop med varandra. Men de kommer fortfarande att röra sig lite. Det är först om man skulle sänka temperaturen till -273°C skulle molekylerna vara helt stilla. Det är den absoluta nollpunkten. Internationellt använder man sig inte av Celsiusskalan, utan man använder sig av kelvinskalan. På kelvinskalan är 0 K den absoluta nollpunkten. 

I vilka tre olika former kan ämnena förekomma?

Ämnen kan förekomma i tre olika former på grund av temperaturförändringen, de kallas även för aggregotionsformel. Atomerna och molekylerna rör på sig olika snabbt i olika former. 

Vid fast form rör sig inte molekylerna. Vattenmolekylerna till exempel sitter tät ihop med varandra. Vattnets fasta form kallar man för is. 

När temperaturen sedan ökar så sker en smältning och molekylerna börjar att röra på sig mer och mer. Då blir vattnet flytande. 

Om temperaturen ännu skulle stiga skulle så skulle molekylerna röra på sig mer och bli i gasform. Då kallas det för avdunstning. Vatten i gasform kallas för vattenånga. 

Men om man skulle göra tvärtom och sänka temperaturen går vattnet från vattenånga till flytande och det kallas för kondensering. Molekylernas tempo saktast även ner. 

Om man skulle sänka temperaturen ännu mer skulle molekylerna rörelse nästan stanna av helt. Vattnet går från flytande form till fast form. Detta skulle kallas för frysning. 

Förklara vad en kemisk reaktion är. ge exempel. 

En kemisk reaktion är nya ämnen bildas av ämnen som fanns från början. Atomerna och molekylerna vid en kemisk reaktion byter plats vilket leder till att nya ämnen bildas. Det ämnen som bildas via en kemisk reaktion får nya egenskaper än vad de hade först. Vid kemiska reaktioner försvinner ingenting även fast man kan tro det och oftast behöver man sätta igång reaktionen.

Exempel i våran kropp när vi äter. I våra kroppar blir det en kemisk reaktion när matens beståndsdelar bryts ner och ny ämnen bildas. Även när man eldar med ved så kan man tro att veden försvinner. Men så är det inte. Veden omvandlas till gaser och aska genom en kemsik reaktion. Till denna kemiska föreningen behövs värme för att sätta igång den.