kemi och räkningar/övningar (avsnitt 1,2,3) Flashcards
Vad består en atom av?
Av partiklar: proton, neutron, elektron
Nukleoner: Gemensamt namn på protoner och neutroner.
Atomnummer: Det antal protoner en viss atom har i kärnan.
Masstal: Det antal nukleoner en viss atom har i kärnan.
Atommassa: massan av en specifik isotop
hur definieras ett ämne
Ett ämne defineras av antal protoner – dess atomnummer
Ex. Kol har alltid 6 protoner medan antal neutroner kan variera
Mönster identifieras
• Mendeleev sökte efter mönster bland: – Smältpunkt – Densitet – Färg – Massa – Bindningar
Vad är en bindning och varför finns dessa
Bindningar skapar molekyler och ger ämnen dess egenskaper. En kemisk bindning är alltså en attraherande kraft mellan två atomer
Bond breaking - endothermic
• Bond breaking kostar alltid energi
Bond making - exothermic
• Bond making ger alltid energi
Oktettregeln
-alla vill se ut som ädelgaser. • Atomer, kan lösa detta genom att: • Ge bort elektroner • Ta upp elektroner • Dela elektroner
Jonbindning versus kovalent bindning
-jonbindning: • Ge bort elektroner • Ta upp elektroner -kovalentbinding: • Dela elektroner
Hur vet man om en atom vill ta upp, dela eller ge bort en eller flera elektroner?
Svaret ligger i atomernas elektronegativitet:
• En atoms förmåga att dra till sig elektroner
• Definieras av Paulingskalan 0-4 (elektronvolt)
Skillnaden i elektronegativitet avgör vilken typ av bindning det blir!
- polär bindning:
- icke-polär bindning:
- atom bindning:
Vad avgör reaktiviteten?
• Fler elektronskal —>bättre ”shielding” från kärnan —————-> avger elektroner lättare
Elektrontagare
• Färre elektronskal —>sämre ”shielding” från kärnan ———->tar upp elektroner lättare
Polaritet och dipol moment
- Elektronerna kring molekyler bestående av atomer med olika elektronegativitet är inte jämt fördelade.
- Indikeras ofta med en pil som pekar mot den elektrontäta delen
Dipol-dipol interaktioner
Dipoler kan interagera med varandra!
Van der Waals bindning – temporär dipol-dipol
- Svag bindning mellan 2 opolära molekyler temporär dipol
* Kallas även dispersionskraft, eller London-dispersionskraft
Van der Waals bindning – temporär dipol-dipol
- Svag bindning mellan 2 opolära molekyler temporär dipol
- Kallas även dispersionskraft, eller London-dispersionskraft
- VdW bindningen är svag men många interaktioner samtidigt ger den betydelse
Joninteraktion -
- interaktion mellan 2 laddningar (kallas även elektrostatisk interaktion).
-Bindningsenergin mellan två laddningar
• Kan räknas ut med Coulombs lag: ….
Viktig notering för jonbindningar i vatten!
En laddningsinteraktion försvagas kraftigt i vatten pga en konkurerande jon- dipol interaktionen
Repellerande kraft
- Pauli exclusion principle
- Två elektroner med samma kvanttal kan ej uppta samma orbital.
- Kraftigt repellerande kraft
- Ungefärlig betydelse Elektronmolnet upptar en viss volym och kan ej pressas samman
Varför tjata om all dessa svaga bindningar?
De svaga intermolekylära krafter avgör ämnens smältpunkt, kokpunkt och löslighet. Det är de svaga bindningarna som möjliggör dynamiken och är förutsättning för biologin! De svaga bindningarna avgör även ämnens löslighet.
-Hydrofila ämnen
(vattengillande) vattenlösliga ex. NaCl och socker, etanol – dessa ämnen är polära deras interaktion medvatten är starkare än vattnets interaktion med andra vattenmolekyler.
-Hydrofoba ämnen
(vattenflyende ) ej vattenlösliga. Vattnets cohesionskrafter är starkare än interaktionen med ämnet. ex. Kolföreningar utan polära grupper
Fettsyra – både hydrofob och hydrofil
• Möjliggör bildning av membraner
Metallbindning
• Leder ström • Sega/starka • Formbara
Metallbindning -katjoner i ett hav av elektroner
• Metaller har valenselektroner som lätt joniseras
• Metaller har lediga ”orbitaler” som gör att elektroner kan
hoppa emellan
• Elektronerna ej bundna till specifika atomer
Metaller är formbara
• De rörliga elektronerna kan liknas vid ett smörjmedel och tillåter att materialet omformas utan att spricka
Jonföreningar är sköra
• Starka repellerande krafter uppstår då identiska laddningar hamna bredvid varandra
Metall-legeringar
- Metaller reagerar ej med varandra utan bildar istället legeringar. Dessa kan liknas med att en metall löser sig i en annan.
- Kombinationer kan ge förbättrade egenskaper
Molekylers geometri
Molekylers geometri bestäms av bindningar samt fria elektronpar
Kan geometrier förutses?
Valence Shell Electron Pair Repulsion (VSEPR) Theory:
- Avståndet mellan elektronpar vill vara maximalt långt
- Exempel på fler raka molekyler (180 grader mellan bindningarna)
- Vid 4 bindningar maximeras avståndet med en vinkel på 109.5 grader
- En tetraedrisk form har här den lägsta energin
- Även obundna elektronpar måste beaktas!
Isomeri
– samma summaformel men olika utseende
• Uppkommer genom begränsad vridning runt bindning
Optiska isomerer
- Uppkommer då molekylerna innehåller kol med 4 olika grupper atomer/molekyler bundna
- Arrangeringen i rymden ser olika ut genom så kallade kirala kol.
- kiro=hand
isomerer, Varför är detta viktigt? Är inte funktionen densamma?
- Aminosyror är kirala och i naturen används bara en variant
- Alla proteiner är alltså asymmetriska
- ”Ligand binding sites” är därför asymmetriska,
- Produkter med kirala centra som tillverkas av proteiner blir därför bara av en sort
Concentrations, mole concept, stoichiometry- Specific concentration measures are suitable for each question
• concentrationsing/larefinetocalculate amounts of a substance, but are not linked to chemical reactions
• Stoichiometry:
substances react with each other in defined ratios of numbers
• Thereforeameasureofnumberofmoleculesis needed: mole
• Concentrationsexpressedinmolesarerelated to number of molecules per volume.
Viktprocent
(vikt ämne/ volym total) • 100
• Viktprocent (w/w) kg/kg eller g/g uttryckt som % (vikt ämne / vikt total) • 100
- 5 g NaCl i 80 g vatten = (5 / 85) • 100 = 5.89 % w/w
Volymprocent
• Volymprocent (v/v) l/l (liter) • blandningsförhållandet mellan olika ämnen i vätskeblandningar (volym ämne / volym total) • 100 - Blanda saft - 2 dl saft blandas med 9 dl vatten - 2 dl = 0.2 liter - 9 dl = 0.9 liter - total volym 11 liter - Volymprocent (0.2/1.1) • 100 = 18.2 % v/v
Avogadros tal
Avogadros tal, ofta kallad Avogadros konstant, är en fysikalisk konstant som anger antalet atomer eller molekyler i en mol av en substans.
• Avogadro’s Number is the number of 12C atoms in exactly 12 grams of carbon-12
N0 = 6.02 X 1023
mol
• Mol är standardenheten för substansmängd. 1 mol innehåller 6.022 · 1023 partiklar (atomer, molekyler eller liknande) av denna substans.
molmassa
• Molmassa är en storhet som betecknar ett Kemiskt ämnes massa per mol. Enheten för molmassa är gram/mol. Molmassa betecknas med bokstaven M
Molar mass
• Molar mass
- gives hints to physical properties of molecules (e.g. generally higher M – higher boiling point)
- is needed to calculate concentrations in particles/volume: molarity: mol / l
- is needed to calculate amounts of substances that react
Calculation of molar amount
n=m/M or m=Mn
M = mol massa (g/mol) m = massa (g) n = Substansmängd (mol)
Molaritet
• Den vanligaste enheten (mol l-1 = M) !!! M: förkortning för mol/l; M: molmassa • Koncentrationer betecknas med [ämne] • 3 mol NaCl i 1800 ml vattenlösning • 3 mol/1.8 l = 1.67 mol l-1
Molprocent (n/n)
n = substansmängd
– (antal mol ämne / totalt antal mol) • 100
Milli, Micro, etc
Milli, Micro, etc
1mmol = 1 millimole =1x10-3 mol 1mg = 1 milligram =1x10-3 g 1μmol = 1 micromole =1x10-6 mol 1μg = 1 microgram =1x10-6 g Also nano (10-9)
pico (10-12) femto (10-15)
