Kemi: Atomstruktur och periodiska systemet

• En atom består av en kärna innehållande protoner (positivt laddade) och neutroner (neutrala), runt vilken elektroner (negativt laddade) kretsar i elektronskal.
• K-skalet rymmer maximalt 2 elektroner, L-skalet 8 elektroner, och M-skalet kan rymma 8 elektroner för de första grundämnena.
• Ett grundämne definieras av att det endast består av atomer med samma antal protoner.
• Atomnumret motsvarar antalet protoner i atomkärnan.
• Valenselektronerna, som befinner sig i det yttersta elektronskalet, bestämmer grundämnets kemiska egenskaper.
• Isotoper är varianter av samma grundämne som har olika antal neutroner.
• Masstalet är summan av antalet protoner och neutroner i kärnan.
• Väteisotoper inkluderar vanligt väte (1 proton, 0 neutroner), deuterium (1 proton, 1 neutron), och tritium (1 proton, 2 neutroner).

Periodiska systemet

• Grundämnena är ordnade efter stigande atomnummer och liknande kemiska egenskaper.
• Metallerna finns huvudsakligen till vänster och i mitten av systemet, medan icke-metallerna är placerade till höger.
• Ädelgasstruktur innebär att det yttersta elektronskalet är fullt (8 elektroner, förutom helium som har 2).
• Gruppnumret anger antalet valenselektroner, och periodnumret anger antalet elektronskal.
• Alkalimetallerna (grupp 1) har 1 valenselektron och är mycket reaktiva.
• Halogenerna (grupp 17) har 7 valenselektroner och reagerar lätt med metaller.
• Ädelgaserna (grupp 18) har fullt yttre skal och är därför mycket reaktionströga.

Metaller och korrosion

• Järnframställning innebär att järnmalm (Fe2O3) smälts ned i en masugn där kol används för att avlägsna syret.
• Korrosion är en process där järn reagerar med syre och vatten och bildar rost (Fe2O3·xH2O).
• Metoder för att skydda mot rost inkluderar målning, galvanisering (zinkbeläggning) och användning av legeringar.

Joner och kemiska bindningar

• En atom har lika många protoner som elektroner och är neutral, medan en jon har ett överskott eller underskott av elektroner och därmed en laddning.
• Joner bildas genom att atomer antingen avger eller tar upp elektroner, exempelvis:
  • Na → Na+ + e-
  • Cl + e- → Cl-
• Vanliga joner inkluderar Na+, H+, Mg2+, Cl- och O2-.
• Jonbindning uppstår mellan en metalljon (positiv) och en icke-metalljon (negativ), som i t.ex. NaCl (natriumklorid).
• Kovalent bindning sker mellan icke-metaller som delar elektroner, t.ex. i H2O (vatten).
• Metallbindning innebär att elektronerna rör sig fritt i ett elektronmoln, vilket möjliggör elektrisk ledningsförmåga.

Syror och baser

• Syror avger H+ joner.
  • Exempel inkluderar saltsyra (HCl), svavelsyra (H2SO4) och salpetersyra (HNO3).
• Baser innehåller OH- joner.
  • Exempel inkluderar natriumhydroxid (NaOH) och ammoniak (NH3).
• pH-skalan används för att mäta vätejonkoncentrationen och sträcker sig från 0 till 14, där värden under 7 indikerar surt, 7 är neutralt och över 7 är basiskt.
• Neutralisation är reaktionen mellan en syra och en bas, vilket resulterar i salt och vatten, exempelvis:
  • HCl + NaOH → NaCl + H2O
• Utspädning innebär att koncentrationen av H+ eller OH- minskar genom ökad vattenmängd.

Salter

• Salter är jonföreningar som består av metalljoner (positiva) och icke-metalljoner (negativa).
  • Exempel inkluderar koksalt (NaCl), kalciumkarbonat (CaCO3) och kaliumsulfat (K2SO4).
• Löslighet i vatten innebär att jonerna separeras och rör sig fritt, vilket gör att lösningen kan leda ström.

Lär dig om atomens byggnad med protoner, neutroner och elektroner samt deras roll. Utforska periodiska systemets organisation och grundämnenas egenskaper baserat på deras atomnummer och valenselektroner. Förstå begrepp som isotoper och masstal.