Atomer och det periodiska systemet

Question 1

Alfapartikel

Answer 1

Den består av två protoner och två neutroner. De har därför två positiva laddningar och ungefär samma massa som heliumatomer.

Question 2

Alkalimetaller

Answer 2

Alkalimetallernas atomer har endast en valenselektron. Alkalimetallerna är så mjuka att de går lätt att skära i dem med en kniv. De är mjukare ju längre ner i gruppen de står. Snittytorna är grå och har tydlig metallglans. Varje alkalimetall har en karaktäristisk lågfärg. Det är en fysikalisk egenskap de har gemensamt. För att identifiera vilken alkalimetall som finns i en kemisk förening räcker det att föra in lite av föreningen i en gasollåga. Då exciteras föreningens joner och lågans färg avslöjar vilken metalljon som ingår i föreningen.

Question 3

Alkaliska jordartsmetaller

Answer 3

De alkaliska jordartsmetallerna har silvrig metallglans och flera av dem har tydliga lågfärger. Precis som alkalimetallerna så reagerar de alkaliska jordartsmetallerna lätt med ämnen i grupp 17, halogenerna. Då bildas salter.

Question 4

Atom

Answer 4

Består av mindre partiklar; protoner, elektroner och neutroner. Ett grundämne består av endast en atom.

Question 5

Atomkärna

Answer 5

Atomkärnan är sammansatt av protoner och neutroner. Ett gemensamt namn för att dessa är kärnpartiklar eller nukleoner. Summan av antalet protoner och neutroner är atomens masstal medan antalet protoner är dess atomnummer.

Eftersom neutroner saknar laddning har en atomkärna lika många positiva laddningar som antalet protoner. Denna kärnladdning, det vill säga antalet protoner, är karaktäristisk för atomer av ett visst grundämne. Atomer som har samma atomnummer är alltså atomer av samma grundämne. Atomkärnan omges av ett hölje av elektroner. I en atom finns lika många elektroner i höljet som det finns protoner i kärnan. Det gör att atomer är oladdade.
Atomnummer = Antalet protoner = Antalet elektroner

Question 6

Atomnummer

Answer 6

Anger antalet protoner i atomkärnan.

Question 7

Bohrs atommodell

Answer 7

Niels Bohr vidareutvecklade Rutherfords atommodell. Enligt de fysikaliska lagar man kände till när Rutherford levde, borde laddningar som rör sig i en cirkelbana ständigt avge energi. Därför borde de negativt laddade elektronerna med tiden falla in i den positivt laddade kärnan. Atomerna borde alltså kollaps, men det gör de inte. Istället bildar elektronerna ett hölje runt atomkärnan. Bohr valde att bortse från att atomerna borde kollapsa och antog att elektronerna rör sig i cirkelbanor utan att avge energi. Då kunde han förklara det ljus som väteatomer sänder ut när man tillför energi.

Question 8

Elektron

Answer 8

En partikel i en atom, har en negativ laddning.

Question 9

Elektronskal

Answer 9

Enligt Niels Bohr finns det protoner och neutroner i atomkärnan. Runt om atomkärnan finns det elektroner (på ett bestämt avstånd) som i sin tur befinner sig på olika energinivåer. Varje skal finns det endast plats för ett visst antal elektroner, som följer formeln 2n2. I det K-skalet (första) finns det plats för 2 elektroner, L-skalet finns det plats för 8 elektroner osv.

Question 10

Elementarladdning

Answer 10

Elementarladdning gäller för elementarpartiklar; protoner, neutroner och elektroner. Protoner har en positiv laddning, elektroner har en negativ laddning och neutroner har ingen laddning. Deras laddning kallas för elementarladdning.

Question 11

Elementarpartikel

Answer 11

Protoner, neutroner och elektroner är elementarpartiklar.

Question 12

Energi

Answer 12

Inom kemi refererar energi till förmågan att utföra arbete eller orsaka förändringar

Question 13

Energinivå

Answer 13

Enligt Bohr är elektronerna i en atoms elektronhölje i ständig rörelse och befinner sig på bestämda energinivåer inom elektronhöljet. Energinivåerna, som oftast förenklat kallas elektronskal, numreras från K och uppåt. Varje energinivå har plats för ett visst antal elektroner. Den lägsta energinivån kallas K-skalet, och därefter följer L-skalet, M-skalet, N-skalet, O-skalet och P-skalet. Det ryms 2n2 elektroner på varje energinivå. Bokstaven n är energinivåns nummer, skalnumret. I N-skalet, som har nummer 4, ryms alltså 242=32 elektroner.

Question 14

Exciterad atom

Answer 14

En exciterad atom är en atom där en eller flera elektroner har lyfts upp från grundtillståndet till en högre energinivå.

Question 15

Halogener

Answer 15

Grundämnena i grupp 17 kallas halogener. Till halogenerna hör fluor, klor, brom, jod och astat. Astat är radioaktivt och mycket sällsynt. Till gruppen tillhör det konstgjorda ämnet tenness som har atomnummer 117. Ämnena i gruppen har alla sju valenselektroner.

Question 16

Halveringstid

Answer 16

Det innebär att hälften av atomkärnorna har sönderfallit på den tiden.

Question 17

Isotop

Answer 17

Isotoper - Atomer med samma antal protoner men olika antal neutroner.

Alla atomer av samma grundämne har lika många protoner i kärnan, alltså samma atomnummer. Däremot kan atomer med samma antal protoner ha olika antal neutroner, alltså olika masstal. Sådana atomer kallas för isotoper. Av en del grundämnen finns bara atomer med ett visst masstal - de har alltså inga isotoper. Medan andra atomslag finns det flera olika isotoper.

Question 18

C-metoden (14)

Answer 18

Radioaktiv isotop av grundämnet kol. Kol-14-metoden används för att bestämma åldern på arkeologiska fynd eller biologiskt material. Kol-14 bildas när neutroner i den kosmiska strålningen kolliderar med kväveatomer i jordens atmosfär. Radioaktiva atomer från ett grundämne sönderfaller och omvandlas till atomer av ett annat grundämne. När den radioaktiva kolistopen sönderfaller omvandlas en neutron till en proton och en elektron. Detta sönderfall används för att bestämma åldern på arkeologiska lämningar av biologiskt ursprung.

När en organism dör slutar den ta upp kolatomer. Då minskar andelen C14-atomer med tiden eftersom sönderfallet av atomerna fortsätter, men inga nya tas upp. Halveringstiden för C14 är 5730 år. Kol-14-metoden fungerar och ger tillförlitliga resultat om fornlämningarna är yngre än 30 000 år.

Question 19

Laddning

Answer 19

Elementarladdning är laddningen på elementarpartiklarna. Laddning i sig kan gälla joner, exempelvis en Litiumjon har 3 elektroner. Den släpper ifrån sig en elektron för att uppnå ädelgasstruktur och då bildas Li+1 eftersom en negativ laddning försvinner.

Question 20

Massa

Answer 20

Exempelvis atommassa, vad en atom i genomsnitt väger. Det finns även värden av massan på en neutron, proton och elektron.

Question 21

Masstal

Answer 21

Summan av antalet protoner och neutroner är atomens masstal.
Masstalet = Antalet protoner + Antalet neutroner

Question 22

Neutron

Answer 22

En partikel som inte har någon laddning - neutral.

Question 23

Periodiska systemet

Answer 23

Det periodiska systemet är en tabell med 18 kolumner och 7 rader. Raderna kallas perioder och kolumnerna kallas grupper. I första perioden fylls elektroner i atomernas första skal, K-skalet. I andra perioden fylls elektronerna i andra skalet, L-skalet, och så vidare. För varje steg till höger tillkommer en proton och en elektron i atomen. Atomnumren ökar alltså från vänster till höger.

Question 24

Proton

Answer 24

En partikel i en atom, har en positiv laddning.

Question 25

Radioaktivt ämne

Answer 25

Ett radioaktivt ämne har en instabil atomkärna som sönderfaller och i samband med detta avger energi i form av joniserande strålning

Question 26

Reaktionsformel

Answer 26

I kemin är en reaktionsformel en beskrivning av en kemisk reaktion, uppbyggd av logiska operatorer och kemiska formler. Den förklarar matematiskt och kemiskt hur två eller flera ämnen eller föreningar reagerar med varandra, och vad reaktionens produkt är. Den kan också vara formel för en förening som genomgår en förändring, eller en förening som delas upp i ett eller flera ämnen eller föreningar.

Question 27

Rutherfords atommodell

Answer 27

Hur ska man föreställa sig en atom? I början av 1900-talet studerade Ernest Rutherford och hans medarbetare den strålning som radioaktiva ämnen sänder ut. De genomförde experiment som ledde fram till en modell som ger en ännu tydligare bild av hur atomen är uppbyggd. Rutherford drog slutsatsen att atomer består av en mycket liten positivt laddad kärna, och ett hölje av elektroner.

Question 28

Strålning

Answer 28

Strålning är energi i form av vågor eller partiklar som kan delas in i två huvudtyper: joniserande och icke-joniserande strålning. Strålning som innehåller tillräckligt mycket energi för att bryta kemiska bindningar och skapa joner kallas för joniserande strålning.

Question 29

Transuraner

Answer 29

Efter uran följer transuranerna som är grundämnen som framställs genom kärnreaktioner. De är radioaktiva och har olika livslängd. Vissa sönderfaller så snabbt att det är svårt att hinna undersöka deras kemiska egenskaper.

Question 30

Tvåatomig molekyl

Answer 30

En tvåatomig molekyl består av två atomer som är bundna till varandra.

Några få grundämnen, som exempelvis syre, finns i ren form som molekyler. Molekyler är sammansatta, avgränsade partiklar i vilka atomerna är bundna till varandra. Bokstaven O är den kemiska beteckningen för en syreatom, men grundämnet syre har formeln O2 eftersom det består av syremolekyler, som är uppbyggda av två syreatomer.

Följande grundämnen förekommer i tvåatomiga molekyler:
Väte (H) har beteckningen H2
Kväve (N) har beteckningen N2
Syre (O) har beteckningen O2
Fluor (F) har beteckningen F2
Klor (Cl) har beteckningen Cl2
Brom (Br) har beteckningen Br2
Jod (I) har beteckningen I2

Question 31

Valenselektron

Answer 31

Valenselektroner är elektroner i atomens yttersta skal, på den högsta energinivån. Valenselektronerna är de elektroner som har betydelse för kemiska reaktioner , eftersom det är dessa elektroner som avges, tas upp eller är gemensamma för atomer när de reagerar och omvandlas till laddade partiklar, joner eller när de binds ihop till molekyler.

Question 32

Ädelgaser

Answer 32

Ädelgaserna är reaktionströga grundämnen och därför förekommer de som fria grundämnen i naturen. Det behöver tillföras mycket energi för att de ska reagera med andra grundämnen till kemiska föreningar. När man undersöker ädelgasernas atomer visar det sig att helium har två valenselektroner och de övriga har åtta valenselektroner.

Question 33

Ädelsgasreglen

Answer 33

Med modern kvantkemi och kvantfysik kan man visa att åtta elektroner (eller två för specialfallet helium) på den högsta energinivån, i det yttersta skalet, ger atomer lägre totatl energi än andra elektronfördelningar. En jon med samma elektronfördelning som en ädelgasatom är också stabil. Att atomer och joner med samma elektronstruktur som en ädelgas som är stabila kallas ädelgasregeln.

Question 34

Övergångsmetaller

Answer 34

Deras atomer har en, två eller tre valenselektroner och bildar därför positiva joner med en, två eller tre positiva laddningar. När de reagerar uppnår de ädelgasstruktur. Det som är karaktäristiskt för övergångsmetallerna är att de kemiska egenskaperna inte ändras särskilt mycket inom respektive period. Föreningar som innehåller ämnen från period 4 är ofta starkt färgade och används därför i olika färger.
Järn, kobolt och nickel (står bredvid varandra i period 4) och kallas ibland “järngruppens metaller”, de liknar varandra mer än de metaller som står under dem i samma grupp.
I perioderna 5 och 6 under järngruppens metaller finns de så kallade platinametallerna. De är mycket sällsynta, men eftertraktade som katalysatorer. En katalysator är ett ämne som påskyndar en reaktion utan att själv förbrukas vid reaktionen.
Grundämnena grupp 11 kallas myntmetaller.