Rakennusalan kemia 5 op

Transkriptio

1 Rakennusalan kemia 5 op Moodle - työtila: Rakennusalan kemia R501RL14 (päiväopetus) avain: kemia Oppimateriaali: Materiaalit Moodlessa MaoL:n taulukot: kemian sivut - samat taulukot löytyvät Moodlesta ja webistä:

2 S I S Ä L Osa1 Osa2 Osa3 1. Peruskäsitteet ja atomin rakenne 2. Jaksollinen järjestelmä, oktettisääntö 3. Yhdisteiden nimeäminen 4. Sidostyypit 5. Kemiallinen reaktio, reaktioyhtälö 6. Määrälliset laskut, palamislaskut, 7. Lämpökemiaa 8. Reaktion nopeus, 9. reaktion tasapaino, liukoisuustulo 10. Konsentraatio 11. Hapot, emäkset ja ph 12. Metallien kemiaa (metalliseokset) T Ö Osa4 Osa5 13. Hapettuminen, pelkistyminen 14. Metallien jännitesarja ja akut 15. Elektrolyysin sovelluksia. 16. Sähkökemiallinen korroosio 17. Orgaaniset yhdisteet 18. Ympäristön ja sisäilman kemiaa

3 Opintojakson suorittaminen Moodlen tehtävät 5*10p = 50 p - monivalinta-, aukko- ja yhdistelytehtäviä Palautettavat laskut 5*5p = 25 p - Palautus Moodlen palautuslaatikkoon Koe 25 p -Koealue määritellään erikseen, paino kemian laskuissa yhteensä max 100 p PISTERAJAT: 40 p = 1, 52p = 2, 64 p = 3, 76 p = 4, 88 p = 5 Läpipääsyyn riittää Moodle-tehtävien tekeminen. Ehtona kuitenkin on, että jokaisesta viidestä osiosta on saatava väh. 8 p

4 Peruskäsitteet 1. Alkuaine 2. Yhdiste 3. Seos Alkuaine koostuu vain yhdenlaisista atomeista. Yhdiste koostuu molekyyleistä, jotka rakentuvat useammanlaisista atomeista. Seos ei koostu keskenään samanlaisista molekyyleistä, vaan sisältää erilaisia molekyylejä ja atomeja.

5 Alkuaine ja yhdiste Alkuaineilla on kemiallinen merkki (esim. H, O, S, ) Alkuaineita on n. 108 kpl Yhdisteillä on kemiallinen kaava, josta ilmenee sen molekyylin rakenne: esim. H 2 O, H 2 SO 4, CO 2

6 Eräitä alkuaineita: Nimi Tunnus Engl. Happi O Oxygen Rikki S Sulphur Vety H Hydrogen Hiili C Carbon Kloori Cl Chlorine Rauta Fe Iron

7 Atomimassayksikkö 1 u 1 u = 1/12 hiili-isotooppi 12 C:n massasta vetyatomi H painaa n. 1 u 1 protoni painaa myös 1 u 1 neutroni painaa myös 1 u 1 elektroni painaa 1/2000 u (kevyt)

8 Atomin rakenne Helium Kuoret: Elektroni: massa pieni varaus= -e Ydin: protoni: p massa = 1 u varaus = +e 1 u = atomimassayksikkö = n.protonin massa = 1.6*10-27 kg 1 e = alkeisvaraus = 1.6*10-19 C neutroni: n massa =1 u varaus = 0

9 Atomin rakenne Helium Kuvassa on 4 He -atomi 2 Järjestysluku Z = ytimen protoniluku = 2 Massaluku A = P+N=4 =protoniluku+neutroniluku = ytimen paino elektroneja on sama määrä kuin protoneja

10 Elektronikuoret ydin Kuoret voidaan esittää järjestysluvulla n = 1,2,3,4 tai kirjaimilla K,L,M,N, Kuorelle n mahtuu enintään 2n 2 elektronia. Montako elektronia mahtuu toiselle kuorelle?

11 Atomipaino A Atomin isotoopin massaluku A = P + N Taulukkokirjoissa atomipainot ovat useimmiten desimaalilukuja. Esim. hiilen A = Tähän on kaksi syytä: 1) Luonnossa alkuaineista esiintyy useita isotooppeja. Taulukkokirjan atomipaino on tällöin esiintymisprosenteilla painotettu keskiarvo eri isotooppien massaluvuista. 2) Atomin massa < sen osien massat yhteensä, koska atomin syntyessä osa massoista katoaa Einsteinin kaavalla E = mc 2. Atomin atomipainoista voidaan laskea yhdisteen molekyylipaino: esim. CO 2 : M = *16 = 44

12 Isotoopit Neutronien määrä voi olla eri saman alkuaineen eri atomeilla alkuaineen pysyessä silti samana. Hiilellä on mm.isotoopit: 12 C, 13 C ja 14 C. Protoneja niissä kaikissa on 6 kpl, elektroneja on myös 6 kpl, mutta neutroneja niissä on 6, 7 ja isotoopissa 14 C 8 kpl (14-6). Alkuaineen erimassaisia atomeja sanotaan ko. alkuaineen isotoopeiksi. Esim. Uraanilla (Z=92) on isotoopit: 238 U ja 235 U, joista jälkimmäinen on ydinvoimaloiden polttoaine. Osa isotoopeista on stabiileja, osa radioaktiivisia. Esim. 14 C -isotoopista on MaOL:ssa mainittu säteilylajiksi β- ja puoliintumisajaksi 5600a. (Säteilee elektroneja ja puoliintumisaika on 5600 vuotta.)

13 Eräitä isotooppeja 60 Co = sädehoidossa käytetty koboltti 127 Cs = ydinreaktiossa syntyvää Cesiumia, jota tavataan 60 -luvun ydinkokeiden seurauksena vieläkin Lapin poroista. 14 C = em. radiohiili, jonka avulla voidaan määrittää vanhojen orgaanisten jätteiden ikä Rn = radon, haitallinen kaasu maaperässä, josta suomalainen saa yli 50% vuotuisesta säteilyannoksestaan

14 Ionit Atomi on tavallisesti sähköisesti neutraali (varaukseton) Kun atomiin tulee ylimääräinen elektroni tai siitä lähtee elektroni, atomista tulee ioni, eli varattu atomi Esim. K + Ca 2+ Cl - positiivinen kalium-ioni positiivinen kalsium-ioni negatiivinen kloridi -ioni Positiivisia ioneja sanotaan kationeiksi, negatiivisia anioneiksi

15 Yhdisteet Kemiallinen kaava kertoo alkuainekoostumuksen esim. H 2 SO 4 koostuu molekyyleistä, joissa on 2 vetyä, yksi rikki ja 4 happea: Molekyylipaino M = 2*1 + 1*32+ 4*16= 98 Veden H 2 O molekyylipaino M = 2* = 18

16 Esimerkkejä: Mikä seuraavista kupariyhdisteistä sisältää eniten kuparia? CuO, Cu 2 SO 4 Ratk. Atomipainot: Cu: 63.6, S: 32, O: 16 kuparia CuO:ssa : 63.6/( )*100%= 79.9% ja Cu 2 SO 4 :ssa: 2*63.6 /(2* *16)*100%=57.0% CuO on siis kuparirikkaampi.

17 Tehtäviä 1. Montako protonia, neutronia, ja elektronia on atomeissa a) 235 U b) 238 U c) 60 Co d) 127 Cs 2. Laske atomipainoja käyttäen seuraavien yhdisteiden pros. alkuainekoostumukset: a) H 2 O b) CO 2 c) H 2 SO 4 3. Tutki MaOL:n isotooppitaulukon avulla, mikä jodin (I) isotooppi on se, jota tulee varoa ydinonnettomuuden ensimmäisten viikkojen aikana. (puoliintumisaika muutamia päiviä.

18 Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä Alkuaineryhmät Sidostyypit

19 Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä Alkuaineen kemialliset ominaisuudet määräytyvät sen uloimman elekt-ronikuoren rakenteesta. Samanlaisen ulkokuori-rakenteen omaavat alku-aineet ovat kemiallisesti sukulaisia ja ne on sijoitettu alkuainetaulukossa alekkain

20 Alkuaineiden atomimassat Uloin elektronikuori määrää alkuaineen kemialliset ominaisuudet ja ryhmän (laskuissa riittää 1. desimaalin tarkkuus)

21 Alkuaineiden muodostumista selittävä teoria on kvanttimekaniikka Tanskalaisen Nils Bohrin luvun alussa esittämän mallin mukaan elektronien tilaa atomissa kuvaa 4 kvanttilukua: pääkvanttiluku n=1,2,3,4, sivukvanttiluku l = 0,,n-1 magneettinen kvanttiluku m = 0, +-1,, +- l spinkvanttiluku s = 1/2, -1/2 Edelleen atomilla voi olla kutakin näiden neljän kvanttiluvun yhdistelmää vastaavassa tilassa vain yksi elektroni.

22 Esim. 3. kuorella (n=3) voi olla seuraavia kvanttilukuyhdistelmiä: l = 0, m=0, 2 elektronia (s=1/2 tai -1/2) l=1, m= 0, 2 el. m= -1, 2 el. m = +1, 2 el. l=2 m= 0, 2 el. m= -1, 2 el. 10e m= -2, 2 el. 6e m= 1, 2 el. 2e m = 2, 2 el. 3. kuoren hienorakenne Yhteensä kuorelle 3 mahtuu (5+ 3+1)*2 = 18 elektronia

23 L:n arvoja 0, 1, 2,3 vastaavia tiloja sanotaan alikuoriksi eli orbitaaleiksi ja niitä merkitään s,p,d,f, s -orbitaaleille mahtuu 2 elektronia (m=0) p-orbitaaleille mahtuu 6 el. (m=0,+-1) d-orbitaaleille mahtuu 10 el. (m=0,+-1,+-2) Lisäksi kuoret ja orbitaalit täyttyvät seuraavan kaavion mukaisessa järjestyksessä.

24 Orbitaalien täyttymisjärjestys kuori1 1s kuori2 2s 2p 2p 2p kuori3 3s 3p 3p 3p 3d 3d 3d 3d 3d kuori4 4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d kuori5 5s 5p 5p 5p kuori6 6s Jokainen neliö edustaa alikuorta, johon mahtuu 2 elektronia

25 Teht. Määritä alkuaineen nro 1s 20 (Kalsium) elektronirakenne 2s 2p 2p 2p 3s 3p 3p 3p 3d 3d 3d 3d 3d 4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d 5s 6s 5p 5p 5p Uloimmalla (4.) kuorella on 2 elektronia, Ca kuuluu pääryhmään 2

26 Oktettisääntö Ulkokuoren rakenne, jossa ulkokuorella on 2 kpl s-, ja 6 kpl p- elektroneja = yht. 8 elektronia on erityisen stabiili. Sitä sanotaan oktetiksi. Alkuaineet muodostavat yhdisteitä usein siten, että ne pääsevät oktettirakenteeseen. Esim. kun Na luovuttaa 1 elektronin, sille jää oktetti. Kun kloori Cl vastaanottaa elektronin, sille tulee oktetti. Siten kun natrium joutuu kosketuksiin kloorin kanssa, natrium luovuttaa elektronin kloorille ja syntyy NaCl - molekyyli.

27 Alkuaineiden jaksollinen järjestelmä Pääryhmät ovat 1,2,13,14,15,16,17, sisältävät ns. siirtymäalkuaineita

28 Alkalimetalli t Maaalkalimet. Booriryhmä Hiiliryhmä Typpiryhmä Happiryhmä Halogeenit Jalokaasut Pääryhmät perustuvat uloimman kuoren elektronirakenteen samanlaisuuteen

29 Pääryhmät 1 Alkalimetallit - ulkokuoren rakenne : 1kpl S -elektroneja * 1 H vety, 3 Li litium, 11 Na (natrium), 19 K (kalium), 37 Rb (rubidium), 55 Cs (cesium), 87 Fr (frankium) * Atomit pyrkivät oktettiin luovuttamalla 1 elektronin * Ionivaraus +1: H +, Li +, Na +,- - - * erittäin reaktioherkkiä metalleja, esim. Natrium reagoi veden kanssa lähes räjähtämällä muodostaen NaOH:ta ja vetyä * vesiliuokset emäksisiä, josta nimi alkalimetallit Esimerkkejä alkalimetallien yhdisteistä NaCl ruokasuola KCl mineraalisuolassa (Seltin) n. puolet tätä NaOH natriumhydroksidi (lipeä) LiCoO 2 Litiumkobolttioksidi (Iphonen akku)

30 2 Maa-alkalimetallit * ulkokuoren rakenne 2 s -elektronia * Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra * pyrkivät luovuttamaan 2 el. päästäkseen oktettiin * ionivaraus +2 Ca = kalsium Luonnossa kalkkikivenä: CaCO 3 CaO = kalsiumoksidi (eli kalkki) Ca(OH) 2 = sammutettu kalkki Kovettumisreaktio: Ca(OH) 2 + CO 2 => CaCO 3

31 13 Booriryhmä * ulkokuorella 3 elektronia (2s + 1p) * B, Al, Ga, In, Tl * luovuttavat useimmiten 3 elektronia * ionivaraus + 3 Alumiini Al kuuluu kevytmetalleihin *): tiheys 2700 kg/m 3 Hyvä sähkönjohtokyky Sähkön runkoverkon johdot ovat alumiinia (kevyt ja halpa) Passivoituva metalli (ei korroosiota) -lentokoneissa, veneissä *) Kevytmetalleihin luetaan metallit, joiden tiheys < 5000 kg/m 3.

32 14 hiiliryhmä (ulkokuorella 4 elektronia: 2s+2p) * C, Si, Ge, Sn, Pb * luovutettujen el. määrä vaihtelee sisältää sekä epämetalleja: C ja metalleja Sn,Pb * Tämän ryhmän aineet liittyvät sähkötekniikkaan HIILI: Muotoja: kivihiili, grafiitti, timantti Kaasuja: CO ja CO 2 Orgaanisten yhdisteiden (elollinen luonto) pääalkuaine, miljoonia yhdisteitä

33 15 typpiryhmä * ulkokuori 2 s+3p= yht. 5 elektronia (3 vaille oktetti) * N, P, As, Sb, Bi * epämetalleja Typpi ja fosfori ovat tunnettuja lannoitteista: Fosforilannoitteet ovat fosfaatteja Typpilannoitteet ovat nitraatteja. Nitraatteja käytetään myös räjähteissä. Apatiitti (Soklin esiintymä) on kalsiumfosfaattia Ca 3 (PO4) 2

34 16 Happiryhmä * ulkokuorella 6 elektronia = 2 vaille oktetti * O, S, Se, Te, Po * saavuttavat oktetin ottamalla vastaan 2 elektronia * ionivaraus -2 O 2- on nimeltään oksidi-ioni: H 2 O CO, CO 2 CuO S 2- on nimeltään sulfidi-ioni: H 2 S rikkivety SO 2 rikkidioksidi CuS kuparisulfidi

35 17 halogeenit (ulkokuorella 7 el. = yhtä vaille oktetti) * F, Cl, Br, I ja At * epämetalleja, ionivaraus -1 * erittäin reaktioherkkiä, ottavat yhden elektronin päästäkseen oktettiin. Fluorilla voimakkain elektronegatiivisuus Kloorikaasu Cl 2 - Myrkyllistä hengitettynä, käytetään mm. veden desinfiointiin, aiemmin käytettiin selluloosan valkaisuun Yhdisteitä: NaCl ruokasuola NH 4 Cl salmiakki

36 18 jalokaasut (He, Ne, Kr, Ar, Xe, Rn) * ovat jo oktetissa (8 elektronia ulkokuorella), täysin passiivisia Helium ilmapallot Ne, Xe, kaasuvalot Rn - isotooppi Rn222 on suomalaisten suurin radioaktiivisen säteilyn lähde Passiivisuutensa vuoksi mm. Heliumia ja Argonia käytetään suojakaasuna hitsauksessa (estää hitsattavaa metallia hapettumasta hitsauksen yhteydessä)

37 Siirtymäalkuaineet Siirtymäalkuaineilla ulkokuoren s-tilojen jälkeen täyttyvät edellisen kuoren d-tilat, joille mahtuu 10 elektronia. Ulkokuoren täyttyminen jatkuu vasta tämän jälkeen. Näiden 10 alkuaineen kohdalla ulkokuoren rakenne on sama. Näihin sijoittuu kaupallisesti tärkeitä metalleja: Fe, Ni, Cu, Cr, Co, V, Au, Ag, Ti, Pt Yleiset ominaisuudet: Metallin kiilto Suuri tiheys : > 5000 kg/m 3 Kovuus, taottavuus Hyvä sähkönjohtokyky Hyvä lämmönjohtokyky Korkea sulamis- ja kiehumispiste

38 Metallit ja epämetallit Alkuainekaaviossa suurin osa alkuaineista on metalleja, joilla on kiinteä olomuoto ja hyvä sähkön- ja lämmönjohtokyky. Taulukon oikeassa reunassa sijaitsevat epämetallit, joilta em. ominaisuudet puuttuvat. Monet epämetalleista ovat kaasuja, mutta on mukana myös kidemäisiä aineita kuten rikki (keltaista jauhetta) sekä jodi (kidemäinen) Puolimetalleiksi lasketaan mm. Pii (Si), joka on maankuoren yleisen alkuaine ja tärkeä mm. mikroprosessorien raaka-aine

39 Metallien hintoja

40 Aineen olomuodon yhteys sidostyyppiin Kemialliset sidostyypit

41 Sidostyypit Ionisidos Kovalenttinen sidos Poolinen sidos Metallisidos Ks. Maol:n taulukko: Alkuaineiden elektronegatiivisuudet Elektronegatiivisuus = atomin kyky vetää puoleensa elektroneja

42 Elektronegatiivisuus on luku, joka ilmaisee alkuaineen atomin kykyä vetää puoleensa eletroneja. Pieni e.n. on alkalimetalleilla => esim. Na luovuttaa helposti elektronin Suuri e.n. on halogeeneilla ja hapella => happi, fluori ja kloori ottavat mielellään lisää elektroneja, ne toimivat hapettimina.

43 Ionisidos * Esiintyy, kun atomien elektronegatiivisuusero on suuri ( >1.7) * Elektronegatiivisempi alkuaine riistää elektronin toiselta alkuaineelta. Syntyy posit. ioni eli kationi ja neg. ioni eli anioni. * Kationit ja anionit ryhmittyvät kiteeksi * Yhdisteitä kutsutaan suoloiksi. * tyypillistä kovuus, korkeat sulamispisteet johtuen suurista sähköisistä voimista.olomuoto kiinteä Esim. NaCl -kide + - +

44 Kovalentti sidos * Esiintyy, kun atomien elektronegatiivisuusero on pieni (<=0.5) * Kaksi alkuainetta voivat päästä oktettiin siirtämällä elektroneja yhteiskäyttöön. Esim. 2 klooriatomia : Cl Cl Cl 2 -molekyyli Yhteinen elektronipari merk. Cl-Cl Molemmilla on oktettirakenne eli 8 elektronia ulkokuorella, vaikka yhteensä elektroneja klooriatomeilla on 14 kpl.

45 Molekyylien välisiä voimia ei ole, joten olomuoto on usein kaasu. Jos yhteisiä elektronipareja on 2 kpl on kyseessä kaksoissidos.(jos 3 kpl, kolmoissidos) Huom! Kaikki muut kaasut paitsi jalokaasut esiintyvät 2 atomin molekyyleinä: H 2, N 2, O 2 O O O 2 -molekyyli 2 yhteistä elektroniparia merk. O=O Typpikaasulla N 2 on 3 yhteistä elektroniparia: kolmoissidos N N

46 Poolinen sidos * elektronegatiivisuusero välillä Yhteinen elektronipari on lähempänä elektronegatiivisempaa atomia. Molekyylille tulee tällöin + ja - napa eli siitä tulee dipoli. Molekyylit pitävät kiinni toisistaan sähköisillä voimilla muodostaen ketjuja. Olomuoto on usein neste. Esim. Vesi H 2 O Kuvassa vesimolekyylejä ketjuuntuneena. happi vety - +

47 Metallisidos Metalliatomien välillä oleva sidos poikkeaa edellisistä, eikä selity elektronegatiivisuudella. * Atomit ovat järjestyneet kidetasoihin. Niiden etäisyydet määräytyvät sähköisillä jousivoimiin verrattavilla sidoksilla. * ulkoelektronit eivät kuulu millekään atomille, vaan pääsevät vapaasti liikkumaan kiteessä * ominaista kovuus, hyvä lämmön- ja sähkönjohtokyky

48 Esimerkkejä Mikä sidostyyppi? a) NO b) KF c) O 2 d) Fe e) HBr Elektroneg.ero sidostyyppi = 0.5 lievästi poolinen = 3.2 ionisidos 0 kovalentti sidos Metalli metallisidos = 1.4 poolinen sidos

49 Kemialliset yhdisteet IONIYHDISTEET Kemiallinen kaava Yhdisteiden nimeäminen Epämetallien väliset yhdisteet

50 Systemaattiset nimet ja triviaalinimet Kemialliset yhdisteet voidaan nimetä kansainvälisen IUPAC järjestelmän mukaisesti tiettyjä nimeämissääntöjä noudattaen (ns. systemaattiset nimet) (IUPAC = International Union of Pure and Applied Chemistry) Useilla yhdisteillä on lisäksi jokin yleisesti käytetty triviaalinimi, jolla se tunnetaan. Triviaalinimet eivät ole useinkaan kansainvälisiä, mutta systemaattiset nimet ovat. Esim. CO:n systemaattinen nimi on hiilimonoksidi, engl. carbon monoxide. Sillä on suomen kielessä triviaalinimi häkä. Googlesta voi hakea tietoja kemiallisesta yhdisteestä joko systemaattisella nimellä tai kirjoittamalla yhdisteen kaava selainkenttään: Esim. hakusana CaSO4 tai kalsiumsulfaatti tai calsium sulfate antaa tietoa kyseisestä yhdisteestä (kipsi)

51 Yhdisteen kaava Yhdisteen kaava kertoo mistä atomeista yhdisteen pienin rakenneosa, molekyyli koostuu. (atomilajit ja määrät) H 2 O vesimolekyyli Orgaanisessa kemiassa on tärkeää atomien oikea järjestys kaavassa: C 2 H 5 OH etanolimolekyyli Huom! Yhdisteen suhdekaava olisi C 2 H 6 O, mutta tästä ei kävisi ilmi, että kysessä on alkoholi, jonka funktionaalinen ryhmä on OH.

52 IONIYHDISTEET eli SUOLAT KATIONIT: Metalliatomit luovuttavat helposti ulkokuoren elektroninsa, jolloin atomeista muodostuu positiivisia ioneja, kationeja Yksiarvoisia kationeja ovat mm. Na+, K+, H+, Cu+ - ionit Kaksiarvoisia kationeja ovat mm. Ca 2 +, Mg 2 +, Fe 2+, Cu 2+ Kolmiarvoisia kationeja ovat mm. Al 3 +, Fe 3+ Huom! Siirtymäalkuaineisiin kuuluvilla metalleilla saattaa olla useita eriarvoisia kationeja ANIONIT: Epämetalliatomit ottavat usein ulkokuorelleen lisäelektroneja, jolloin atomeista muodostuu negatiivisia ioneja, anioneja Yksiarvoisia anioneja ovat mm. Cl -, Br-, Kaksiarvoisia kationeja ovat mm. O 2-, S 2- (kloridi ja bromidi ionit) (oksidi- ja sulfidi- ionit) Huomaa: Epämetallien anionien nimessä on di pääte: (Kloori = Cl, kloridi = Cl - )

53 Binääriyhdisteet = kahden alkuaineen yhdisteet Yksinkertaisimmat ioniyhdisteet muodostuvat kahdesta alkuaineesta: metallista ja epämetallista, jolloin puhutaan binääriyhdisteistä Kationi ja anioni liittyvät sähköisesti neutraaliksi yhdisteeksi. Esim. Na + ja Cl - -ioni yhdistyvät natriumkloridiksi NaCl. Jos ionivaraukset eivät ole samat, yhdisteen kaavassa on eri määrä sen muodostavia alkuaineita (kaavassa kunkin atomin määrä merkitään alaindekseillä) Ca 2+ ja kaksi F - ionia muodostavat kalsiumfluoridia CaF 2 Al 3+ ja S 2- muodostavat alumiinisulfidia Al 2 S 3 (varaus on juuri näillä alaindekseillä tasapainossa, koska 2*(+3) + 3*(-2) = 0) Yhdisteen nimi muodostetaan asettamalla kationin ja anionin nimi peräkkäin yhdyssanaksi. Kreikan lukusanoja di, tri ei käytetä, koska ionivarausten perusteella atomien suhteen ovat muutenkin selvät. Metalleilla voi olla useita kationeja: esim. Fe 2+ (rautaii) ja Fe 3+ (rautaiii), mikä näkyy niiden yhdistenimimissä seuraavasti FeO = rauta(ii)oksidi ja Fe 2 O 3 = rauta(iii)oksidi Taulukosta Tavallisimpia kationeja ja anioneja löytyy ioniluettelot ja ionien nimet

54 Nimeä: a) FeO b) Fe 2 O 3 c) MgBr 2 d) FeBr 2 Ratk.a) rauta(ii)oksidi b) rauta(iii)oksidi c) magnesiumbromidi d) rauta(ii) bromidi kationeja: Fe 2+ rauta(ii) Fe 3+ rauta(iii) Mg 2+ magnesium anioneja: O 2- oksidi Br - bromidi S 2- sulfidi

55 Kompleksiyhdisteet - nimeäminen Kompleksiset anionit muodostuvat atomiryhmistä. Esim. CO 3 2- = karbonaatti-ioni Kompleksisia kationeja on mm. NH 4+ = ammonium-ioni. Nimeäminen tapahtuu tässäkin tapauksessa asettamalla kationi-ja anioninimi peräkkäin. Kreikan lukusanoja di, tri, ei käytetä Na 2 CO 3 = natriumkarbonaatti NH 4 NO 3 = ammoniumnitraatti Kompleksisia anioneja: SO 4 2- =sulfaatti NO 3- =nitraatti CO 3 2- = karbonaatti PO 4 3- = ortofosfaatti HCO 3- = vetykarbonaatti Kompleksisia kationeja: NH 4+ = ammonium

56 Epämetallien yhdisteet - nimeäminen Epämetalleilla, kuten C,N, S, O, Cl ei ole positiivista ionia. Sidostyyppinä on kovalentti sidos. Kationivarauksen tilalla on hapetusluku, joka kertoo kuinka monta elektronia alkuaine voi luovuttaa sidokseen. Esim. Hiilellä, typellä ja rikillä on useita mahdollisia hapetuslukuja => niillä on useita oksideja. Nimissä käytetään kreikkalaisia lukusanoja erottamaan yhdisteet toisistaan. Oksidien nimissä käytetään kreikan lukusanoja: SO 2 ja SO 3 ovat rikkidioksidi ja rikkitrioksidi CO ja CO 2 ovat hiilimonoksidi ja hiilidioksidi Eräs typen oksidi N 2 O 5 = dityppipentaoksidi Maol:n hapetuslukutaulukon mukaan rikin S mahdolliset hapetusluvut ovat +II, +IV, ja +VI. Tämän perusteella rikin mahdolliset oksidit olisivat SO, SO 2 ja SO 3 Kreikan lukusanat 1= mono 2= di 3= tri 4= tetra 5= penta 6= heksa 7=hepta 8=okta 9=nona 10=deka

57 Nimeämistehtävä (esimerkki) Ioniyhdisteiden nimi on yhdyssana kationi- ja anioninimestä, jotka löytyvät taulukoista. Jos metallilla on useita kationeja, päätellään yhdisteen kaavasta, mikä ioni on kyseessä. Epämetalliyhdisteiden kohdalla,(esim. hiilen, rikin ja typen oksidit) on nimessä käytettävä kreikan lukusanoja 1. Nimeä a) AlPO 4 b) Ca(HCO 3 ) 2 c) (NH 4 ) 2 SO 3 d) Mg(CN) 2 e) FeBr 2 alumiinifostaatti (tai alumiiniortofosfaatti) Kalsiumvetykarbonaatti ammoniumsulfiitti magnesiumsyanidi rauta(ii)bromidi f) NO 3 typpitrioksidi

58 Yhdisteitä joiden nimeä ei voi muodostaa säännöillä, vaan ne pitää opetella muistamaan Vesi H 2 O Ammoniakki: NH 3

59 Kaavankirjoitustehtävä (käytetään kationi-anionitaulukkoa) 1. Kationin ja anionin varaukset katsotaan taulukosta. 2. Jos ne eivät ole suuruudeltaan samat, joudutaan kaavaan kirjoittamaan kationin ja/tai anionin perään alaindeksit siten, että yhdiste on sähköisesti neutraali. Mikäli anioni tai kationi on kompleksinen atomiryhmä, se kirjoitetaan sulkuihin ja ionin lukumäärää kuvaava alaindeksi tulee sulkumerkin perään 2. Kirjoita kaava a) alumiinioksidi b) typpimonoksidi c) rauta(iii)kloridi d) bariumvetysulfaatti e) ammoniumsulfidi Al 2 O 3 NO FeCl 3 Ba(HSO 4 ) 2 (NH 4 ) 2 S

60 . Yhdisteiden triviaalinimet Useilla yhdisteillä on systemaattisen nimen lisäksi yleiskielessä käytettävä nimi, jolla se paremmin tunnetaan. Triviaalinimiä löytää googlella kirjoittamalla hakukenttään systemaattisen nimen. Kaava systemaattinen nimi triviaalinimi CO hiilimonoksidi häkä NaCl natriumkloridi ruokasuola Na 2 CO 3 natriumkarbonaatti sooda NaHCO 3 natriumvetykarbonaatti ruokasooda CH 3 COOH etaanihappo etikka NaOH natriumhydroksidi lipeä CaSO 4 kalsiumsulfaatti kipsi CaO kalsiumoksidi kalkki Ca(OH) 2 kalsiumhydroksidi sammutettu kalkki CaCO 3 kalsiumkarbonaatti kalkkikivi NH 4 Cl ammoniumkloridi salmiakki CH 2 O metanaali formaldehydi