Kjemiens verden (N) Mystery Cache

Kjemiens verden

Vår verden er helt og holdent kjemiens verden, en spennende verden med et uendelig antall av kombinasjoner og sammensetninger.
Den hadde aldri vært slik vi kjenner den i dag uten omfattende bruk av kjemi og kjemikalier.

Hvis du tror "kjemikalier" er det samme som dødelig gift, så tar du feil. For i såfall er du død allerede!!

La oss for eksempel ta Polyvinat, et polymer (plastikk).
Dette finner vi i hverdagen både som vanlig tyggegummi og som plasten som forsterker bilruta din. Det er den samme tingen!

Visste du for eksempel at mindre enn 1 % av parfymen du kjøper består av luktestoffer??
Men 50% av prisen på en flaske, går på å produsere disse stoffene.
Parfymestoffer er svært dyre å produsere. Det vi kaller parfymer er en alkoholløsning av luktestoffene.

Eller at du kan vaske håret med tannkrem om du vil?
Du kan faktisk vaske kroppen din med sjampo også.
Det samme rensemiddelet er i både tannkrem, sjampo og i dusjkrem, en form av lauryl hydrogensulfat.
Dette er en anionisk surfaktant, en såpe kort og godt.
Men de færreste vasker seg i tennene med sjampo og av en svært spesiell grunn.
Mye av opplevelsen av et produkt (og grunnen til at vi kjøper det) ligger i det kosmetiske som smak, farge, lukt, konsistens etc.

Vår rike nasjon Norge ville aldri vært den vi er vant til uten kunnskap om kjemien.
Det norske oljeeventyret er helt og holdent basert på at vi forstår hvordan vi bruker kjemi til å drive biler, båter, busser ol.
Selv om vi nå snakker mye om å gå over til gassdrevne biler, eller elektriske, så er det fremdeles kjemien som ligger til grunn for det hele!
Nå skal vi gå litt inn på hvordan kjemien oppsto, og hvordan det hele fungerer.



Starten på det hele
På Det Kongelige Norske Bergseminarium i Kongsberg ble det undervist i kjemi fra 1757.
Men mange praktiserte kjemi i forbindelse med fremstilling av forskjellige produkter i Norge lenge før det!
Faktisk må vi helt tilbake til middelalderen for å finne de første røttene til kjemien.

Alkymi er en middelaldersk betegnelse for kjemi.
Alkymistene er mest kjent for jakten på de vises sten, som skulle kunne brukes til å omdanne metaller til gull, samt gjøre en udødelig!
Realiteten er at mange av middelalderens alkymister var seriøst arbeidende kjemikere.
De var henvist til å arbeide ut fra den religiøse og magiske verdenen som var gjeldende i middelalderen,
og de måtte bygge på den sum av faktisk viten som var tilgjengelig.

I det antikke Helas, filosoferte Aristoteles over hvordan verdenen var satt sammen,
og han foreslo at alle stoffer besto av grunnelementene jord, luft, vann og ild i forskjellige blandinger.
Siden en på den tid fikk tilgang til rene metaller, ble denne teorien raskt forlatt.
En var allerede da på leting etter oversikt og mening på en måte som gjorde det mulig å katalogisere i system.
Systemet ble etterhvert bygd ut og kjent som det periodiske system.

Klikk på bildet for større versjon

Periodesystemet, som også kalles det periodiske systemet eller periodetabellen, er en tabell over de kjemiske grunnstoffene man kjenner til.
Dette har utviklet seg over mange år, men dukket opp for første gang rundt
I dette systemet organiserer man grunnstoffene etter atomnummer (antall protoner) slik at hydrogen, som har nummer 1, kommer først.
Deretter blir grunnstoffene delt inn i perioder etter hvilke elektronskall de har og i grupper etter hvor mange frie elektroner de har.
Grunnstoff med like mange frie elektroner har ofte svært like kjemiske egenskaper.

Stoffenes byggesteiner
* Grunnstoff:
Et grunnstoff består bare av like atomer. Gull (Au) er et eksempel. Det eneste det er satt sammen av, er gullatomer.

* Fritt grunnstoff:
Om alle atomene i en binding er av samme slag, har vi et fritt grunnstoff. Eks. klorgass som er fritt klor.

* Kjemiske forbindelser:
er derimot atomene av forskjellig slag, har vi en kjemisk forbindelse.
Eks: Vann er ikke et grunnstoff, men en forbindelse, molekyler som igjen er laget av atomer fra grunnstoffene hydrogen og oksygen.

* Kjemiske bindinger:
Atomer er koplet sammen med andre atomer. Eks. Klorgass, som er fritt klor, er svært giftig. Og natrium i fri form reagerer nærmest eksplosivt med vann. Kjemiske bundet til hverandre danner klor og natrium kjøkkensalt, som både er nyttig og ufarlig.

Oppbygging av atomet
Atomet består av en positivt ladet kjerne av protoner og eventuelt nøytroner og en sky av negativt ladde elektroner.
Normalt er atomet nøytralt ved at det er like mange elektroner og nøytroner.


Dersom et atom ikke er nøytralt fordi det har for mange/for få elektroner, kalles atomet henholdsvis et negativt eller positivt ladd ion.
Det enkleste atomet er hydrogen som består av et elektron bundet til et proton.
Vekten til et atom er vekten av protonene + nøytronene.
Vekten finner du under atomnummeret i periodesystemet.

* Elektronskallene:
Hvert skall kan bare inneholde et bestemt antall elektroner, og flere jo lenger fra kjernen skallet er.
Alle atomene ønsker å ha 8 elektroner i ytterste skall (se under, oktettregelen/åtteregelen)

Grunnstoffenes gruppeinndeling
* Edelgassene (8. hovedgruppe):
Det som karakteriserer dem, er at alle er gasser under vanlige forhold, og da bare å finne i fri form.
Det har vist seg svært vanskelig å få edelgassene til å inngå i kjemiske forbindelser, og det er det som er bakgrunnen for betegnelsen edelgasser.
Edelgassene har 8 elektroner i de ytterste skallet, bortsett fra helium som bare har to (K-skallet kan ikke inneholde mer enn to elektroner).
Dette antall elektroner i det ytterste skallet gjør at edelgassene er veldig stabile. (edelgasstruktur).

* Alkalimetallene (1. hovedgruppe):
Myke metaller som reagerer kraftig med både luft og vann.
Felles for alkalimetallene er at de har ett elektron i det ytterste skallet og dermed ett elektron mer enn edelgassen på plassen foran i periodesystemet.
Dette elektronet avgis lett, for eksempel i kontakt med vann.

* Jordalkalimetallene (2. hovedgruppe):
Er også myke metaller. Alle har to elektron i det ytterste skallet.
Siden edelgass-strukturen representerer stabile tilstander, avgis disse elektronene forholdsvis lett.
Når det ene elektronet fjernes, blir imidlertid atomet som helhet positivt, og det vil trekke sterkere på det andre elektronet.
Jordalkalimetallene holder derfor bedre på de to elektronene i ytre skall enn alkalimetallene holder på sitt ene, og reaksjonene med vann blir også mindre kraftige.

* Oksygengruppen (6. hovedgruppe):
Til gruppen hører grunnstoffer som tilsynelatende er svært forskjellige.
Det gjelder for eksempel oksygen, som er en fargeløs gass, og svovel, som er et fast, gult stoff.
De kjemiske egenskapene er likevel like, og det er også mange likheter i de forbindelsene de lager med andre grunnstoffer.
Alle disse stoffene mangler to elektroner i det ytre skallet i forhold til de etterfølgende edelgassene.
De er derfor mindre reaktive enn halogenene, fordi det er vanskeligere å ta opp to elektroner enn ett.

* Halogenene (7.hovedgruppe):
Ikke-metaller med stikkende lukt. De reagerer lett med metaller og danner da stoffer som kalles salter. Halogen betyr saltdanner.
Alle har 7 elektroner i det ytterste skallet og dermed ett elektron mindre enn edelgassen som følger på plassen etter i periodesystemet.
De tar gjerne opp et elektron.

Åtteregelen (oktettregelen)
Åtte elektroner i det ytterste skallet er en stabil tilstand for atomene.
Et atom kan få åtte elektroner i det ytterste skallet (edelgass-struktur) ved å gi fra seg eller ta opp ett eller flere elektroner, eller ved å dele elektroner med ett eller flere atomer.
Atomer som oppnår edelgass-struktur oppfyller åtteregelen.
Når et atom har edelgasstruktur har det minst energi og er derfor stabil.
Alle atomer strever etter å få 8 elektroner i det ytterste skall (edelgasstriktur)

Periodesystemet: - Stoffene er ordnet etter antall protoner i kjernen. 
Loddrette kolonner kalles grupper: hvor mange elektroner atomet har i ytterste skall. -
Vannrette rader perioder viser hvor mange elektronskall atomet har.
Antall elektroner i ytterste skall bestemmer atomets egenskaper.
Hvor mange elektroner som er i det ytterste skallet finner du som det nederste tallet i listen "elektronfordeling" i periodesystemet over.

For å løse denne oppgaven må du benytte deg av noe av informasjonen over for å finne frem til løsningen.
Bruk periodesystemet og teksten for å finne riktig svar (det er ikke så vanskelig som det kan virke som!!)
Alle svarene du trenger finner du i teksten eller periodesystemet!

Oppgaven er som følger:
N  AA° BB.CCD
E EEE° FF.GGH

Nord
AA  = Hva er antallet protoner i Praseodym?
BB  = Hvor mange elektroner i ytterste skall har Jod?
CC = Hvor mange protoner har Yttrium?
D    = Hvor mange elektronskall har Yttrium?

Øst
EEE = Hvor mange protoner har stoffet vi ofte pusser tennene med?
FF   = Hvor mange elektroner til sammen har Krypton og Hydrogen?
GG  = Et beryktet stoff med 7 elektronskall og en atomvekt på 244 er mest kjent fordi det brukes bla. til å lage atombomber. Hva er atomnummeret til stoffet?
H     = Hvor mye veier (atomvekten) det letteste stoffet vi kjenner til?