Jaksollinen järjestelmä ja sidokset



Samankaltaiset tiedostot
Alikuoret eli orbitaalit

Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012

9. JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

Määräys STUK SY/1/ (34)

(Huom! Oikeita vastauksia voi olla useita ja oikeasta vastauksesta saa yhden pisteen)

Jaksollinen järjestelmä

JAKSOLLINEN JÄRJESTELMÄ

Kaikenlaisia sidoksia yhdisteissä: ioni-, kovalenttiset ja metallisidokset Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

MUUTOKSET ELEKTRONI- RAKENTEESSA

Säteilyturvakeskuksen määräys turvallisuusluvasta ja valvonnasta vapauttamisesta

Luku 2: Atomisidokset ja ominaisuudet

Määritelmä, metallisidos, metallihila:

Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet Kari Sormunen Syksy 2014

NIMI: Luokka: c) Atomin varaukseton hiukkanen on nimeltään i) protoni ii) neutroni iii) elektroni

Liitetaulukko 1/11. Tutkittujen materiaalien kokonaispitoisuudet KOTIMAINEN MB-JÄTE <1MM SAKSAN MB- JÄTE <1MM POHJAKUONA <10MM

ULKOELEKTRONIRAKENNE JA METALLILUONNE

elektroni = -varautunut tosi pieni hiukkanen nukleoni = protoni/neutroni

Kertaus. Tehtävä: Kumpi reagoi kiivaammin kaliumin kanssa, fluori vai kloori? Perustele.

Kemia 3 op. Kirjallisuus: MaoL:n taulukot: kemian sivut. Kurssin sisältö

ATOMIN JA IONIN KOKO

Jaksollinen järjestelmä

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

Ionisidos ja ionihila:

KE2 Kemian mikromaailma

CHEM-C2210 Alkuainekemia ja epäorgaanisten materiaalien synteesi ja karakterisointi (5 op), kevät 2017

1. Malmista metalliksi

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 KERTAUSTA

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

1. a) Selitä kemian käsitteet lyhyesti muutamalla sanalla ja/tai piirrä kuva ja/tai kirjoita kaava/symboli.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

17VV VV 01021

Johdantoa/Kertausta. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

Syntymäaika: 2. Kirjoita nimesi ja syntymäaikasi kaikkiin sivuille 1 ja 3-11 merkittyihin kohtiin.

Kertausta 1.kurssista. KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 Atomin rakenne ja jaksollinen järjestelmä. Hiilen isotoopit

17VV VV Veden lämpötila 14,2 12,7 14,2 13,9 C Esikäsittely, suodatus (0,45 µm) ok ok ok ok L. ph 7,1 6,9 7,1 7,1 RA2000¹ L

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE

c) Mitkä alkuaineet ovat tärkeitä ravinteita kasveille?

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Kemiallisia reaktioita ympärillämme Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet

Käsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä

Helsingin, Jyväskylän ja Oulun yliopistojen kemian valintakoe Keskiviikkona klo 10-13

Kemian opiskelun avuksi

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

Malmi Orig_ENGLISH Avolouhos Kivilajien kerrosjärjestys S Cu Ni Co Cr Fe Pb Cd Zn As Mn Mo Sb

Johdantoa. Kemia on elektronien liikkumista/siirtymistä. Miksi?

OPETTAJAN OPAS. Sisällys Opettajalle 3 Kurssisuunnitelma 5 Tenttisuunnitelma 6 Kemikaaliluettelo 7

Sähkökemia. Sähkökemiallinen jännitesarja, galvaaninen kenno, normaalipotentiaali

Kiteinen aine. Kide on suuresta atomijoukosta muodostunut säännöllinen ja stabiili, atomiseen skaalaan nähden erittäin suuri, rakenne.

Rakennusalan kemia 5 op

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Sähkökemiaa. Hapettuminen Jännitesarja Elektrolyysi Faradayn laki Korroosio

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

Fysiikan, kemian, matematiikan ja tietotekniikan kilpailu lukiolaisille

MOOLIMASSA. Vedyllä on yksi atomi, joten Vedyn moolimassa M(H) = 1* g/mol = g/mol. ATOMIMASSAT TAULUKKO

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

CHEM-A1200 Kemiallinen rakenne ja sitoutuminen

KE4, KPL. 3 muistiinpanot. Keuruun yläkoulu, Joonas Soininen

Luento 1: Sisältö. Vyörakenteen muodostuminen Molekyyliorbitaalien muodostuminen Atomiketju Energia-aukko

Kvanttimekaaninen atomimalli

AKKU- JA PARISTOTEKNIIKAT

Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi. Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi

Kvanttimekaaninen atomimalli. "Voi hyvin sanoa, että kukaan ei ymmärrä kvanttimekaniikkaa. -Richard Feynman

EPÄORGAANINEN KEMIA HARJOITUKSIA. Jaksollinen järjestelmä

Metallien ominaisuudet ja rakenne

AVAIN OPETTAJAN AINEISTO. Jarmo Happonen Martti Heinonen Helena Muilu Kimmo Nyrhinen. Otava. Kemia

Kovalenttinen sidos ja molekyyliyhdisteiden ominaisuuksia

2. Maitohapon CH3 CH(OH) COOH molekyylissä

Siirtymämetallien erityisominaisuuksia

Firan vesilaitos. Laitosanalyysit. Lkm keski- maksimi Lkm keski- maksimi

Taulukko Käyttötarkoitus Huomioita, miksi? Kreikkalaisten numeeriset etuliitteet

Elektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!

Helsingin, Jyväskylän, Oulun ja Turun yliopistojen kemian valintakoe tiistaina klo 9-12

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

Vesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen

Atomi. Aineen perusyksikkö

Tehtävä Pisteet yhteensä Pisteet

MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE

Hapettuminen ja pelkistyminen: RedOx -reaktiot. CHEM-A1250 Luento

Seoksen pitoisuuslaskuja

KE1 Kemiaa kaikkialla

, m s ) täytetään alimmasta energiatilasta alkaen. Alkuaineet joiden uloimmalla elektronikuorella on samat kvanttiluvut n,

Puhtaat aineet ja seokset

Helsingin, Jyväskylän, Oulun ja Turun yliopistojen kemian valintakoe Tiistaina klo 9-12

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

Workshop: Tekniikan kemia OAMK:ssa

neon kemian kertauskirja Miria Hannola-Teitto Reija Jokela Markku Leskelä Elina Näsäkkälä Maija Pohjakallio Merja Rassi EDITA HELSINKI

Tehtävä Pisteet yhteensä

TUTKIMUSSELOSTE. Tutkimuksen lopetus pvm. Näkösyv. m

LIITE nnn GTKn moreeninäytteet Suhangon alueelta.! = analyysitulos epävarma

KEMIAN MIKROMAAILMA, KE2 VESI

Jännittävät metallit

TUTKIMUSSELOSTE. Tarkkailu: Talvivaaran prosessin ylijäämävedet 2012 Jakelu: Tarkkailukierros: vko 2. Tutkimuksen lopetus pvm

Kemia keskeinen luonnontiede

2. Koska f(5) > 8 ja yhdeksän pisteen varaan voidaan virittää kupera viisikulmio, niin f(5) = 9.

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

Tekniikan valintakokeen laskutehtävät (osio 3): Vastaa kukin tehtävä erilliselle vastauspaperille vastaukselle varattuun kohtaan

Transkriptio:

Booriryhmä Hiiliryhmä Typpiryhmä Happiryhmä Halogeenit Jalokaasut Jaksollinen järjestelmä ja sidokset 13 Jaksollinen järjestelmä on tärkeä kemian työkalu. Sen avulla saadaan tietoa alkuaineiden rakenteista ja ominaisuuksista. Vaakarivejä kutsutaan jaksoiksi ja niitä on seitsemän. Pystyrivit ovat ryhmiä ja niitä on yhteensä 18. Ryhmät 3-12 ovat sivuryhmiä ja loput pääryhmiä. Pääryhmillä on numeroiden lisäksi myös nimet. Pääryhmät (1,2 ja 13-18) 1 18 1 2 3 4 5 6 7 1 H 3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr 2 Sivuryhmät (3-12) 13 14 15 16 17 2 He 4 5 6 7 8 9 10 Be B C N O F Ne 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Mg Al Si P S Cl Ar 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 56 Lantanoidit 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 88 Aktinoidit 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 Ra Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Metallit Puolimetallit Epämetallit

Elektronikuoret Atomin elektronit asetuvat elektronikuorille Ensimmäiselle kuorelle mahtuu 2 elektronia Toiselle kuorelle mahtuu 8 elektronia Kolmannelle kuorelle mahtuu 18 elektronia Uloimmalla kuorella on aina 1-8 elektronia. Uloimman kuoren elektroneja sanotaan ulkoelektroneiksi. Jaksollisen järjestelmän käyttö 1. Järjestysluku joka näkyy jokaisen alkuaineen kemiallisen merkin yläpuolella, ilmoittaa atomin ytimessä olevien protonien määrän Esim. Hiilen C järjestysluku on 6. Sillä on siis 6 protonia ytimessä. 2. Jakso eli vaakarivi kertoo elektronikuorien lukumäärän Esim. kalium K ja kalsium Ca kuuluvat jaksoon 4. Niiden elektronit ovat sijoittuneet neljälle elektronikuorelle. Kuvassa kaliumin elektronirakenne 3. Pääryhmän numerosta voidaan päätellä ulkoelektronien lukumäärä. Sivuryhmien numerosta ei voida päätellä mitään. Pääryhmän 2 alkuaineilla on 2kpl ulkoelektroneja Pääryhmän 15 alkuaineilla on 5kpl ulkoelektroneja

Alkalimetallit ja maa-alkalimetallit reagoivat helposti Esimerkiksi natrium Na reagoi kiivaasti veden kanssa. Pääryhmien 13 16 alkuaineet eroavat toisistaan Esimerkiksi metallisuus kasvaa, kun siirrytään ryhmässä alaspäin. Näistä ryhmistä löytyy sekä epämetalleja, puolimetalleja että epämetalleja.

Halogeenit reagoivat herkästi Suurin osa halogeeneistä on epämetalleja. Ne esiintyvät yleensä kaksiatomisina molekyyleinä F 2, Cl 2, Br 2 ja I 2. Jalokaasuilla on erittäin pysyvä rakenne eivätkä ne reagoi herkästi Jalokaasuilla on uloimmalla elektronikuorellaan 8 ulkoelektronia. Niillä on siis oktetti. Helium on tästä poikkeus, sillä sen uloimmalla kuorella on vain 2 elektronia. Sen rakenne on kuitenkin pysyvä, koska sillä on täysi elektronikuori.

15 Atomit muodostavat ioneja, kun ne luovuttavat tai vastaanottavat elektroneja. Atomit pyrkivät reagoidessaan saavuttamaan oktettirakenteen, jossa niiden uloimmalla elektronikuorella on 8 ulkoelektronia. Ionilla on negatiivinen sähkövaraus, jos atomi on vastaanottanut elektroneja. Jos atomi luovuttaa elektroneja, muodostuu positiivinen ioni. Metallit muodostavat yleensä positiivisia ioneja. Epämetallit muodostavat yleensä negatiivisia ioneja. Ionin muodostuminen Positiivinen ioni muodostuu, kun atomi luovuttaa elektroneja. 1. Natriumilla on 1 ulkoelektroni 2. Natriumin on helpompi luovuttaa 1 elektroni pois, kun vastaanottaa 7 elektronia 3. Kun Natrium luovuttaa ulkoelektroninsa pois, se saavuttaa oktetin 4. On muodostunut positiivinen ioni Na + Natriumatomi Na Natriumioni Na + Yleensä ryhmien 1-13 alkuaineet muodostavat positiivisia ioneja. Tämä johtuu siitä, että niillä on vähän ulkoelektroneja (1-3). Ne saavuttavat oktetin luovuttamalla elektroneja. Melkeinpä kaikki näistä alkuaineista ovat metalleja.

Negatiivinen ioni muodostuu, kun atomi vastaanottaa elektroneja. 1. Happiatomilla on 6 ulkoelektronia 2. On helpompi vastaanottaa 2 elektronia kuin luovuttaa 6 elektronia oktetin saavuttaakseen 3. Kun happi vastaanottaa 2 elektronia, se saavuttaa oktetin 4. On muodostunut negatiivinen ioni O 2 Happiatomi O Happi muodostaa ionin O 2. Sitä kutsutaan oksidi-ioniksi. Etenkin pääryhmien 15-17 alkuaineet muodostavat negatiivisia ioneja. Tämä johtuu siitä, että niillä on paljon ulkoelektroneja ja ne saavuttavat oktetin vastaanottamalla elektroneja. Ionien nimeäminen Jos metalliatomi muodostaa ionin, tulee nimen alkuosaksi vain metallin nimi. esim. Ca 2+ on kalsiumioni ja K + on kaliumioni. Jos epämetalliatomi muodostaa ionin, lisätään nimen perään di-pääte. esim. I on jodidi-ioni ja Cl on kloridi-ioni. Epämetallien osalta on muutama poikkeus: O 2 on oksidi-ioni S 2 on sulfidi-ioni

16 Ioniyhdisteet muodostuvat positiivisista ja negatiivisista ioneista. Ioniyhdisteitä pitää koossa ionisidos. Ruokasuola on esimerkki ioniyhdisteestä. Ionit järjestäytyvät yleensä säännöllisesti muodostaen säännöllisen kiderakennelman. Kun ioniyhdisteet liuotetaan veteen, koossa pitävä ionisidos hajoaa ja ionit ovat vedessä irrallaan toisistaan. Tämä näkyy siinä, että ruokasuola katoaa näkyvistä kun se liukenee veteen. Ioniyhdisteiden vesiliuokset johtavat yleensä hyvin sähköä. Ioniyhdisteiden yleisnimi on suola. Monesti ioniyhdisteitä syntyy metallien ja epämetallien reagoidessa. Tämä johtuu siitä, että metallit pyrkivät luovuttamaan elektroneja ja epämetallit taas vastaanottamaan niitä. Ionisidoksen muodostuminen Positiivisten ja negatiivisten ionien välillä on sähköinen vetovoima, ionisidos. Esim. Ruokasuola 1. Elektronien luovuttaminen ja vastaanottaminen Natriumilla on uloimmalla elektronikuorella 1 ulkoelektroni Kloorilla on uloimmalla kuorella 7 ulkoelektronia Kun natrium luovuttaa ulkoelektronin kloorille, molemmat saavuttavat oktetin Natrium Kloori

2. Syntyvien ionin välillä on ionisidos 3. Ionit muodostavat yhdessä säännöllisiä kiteitä Kun ioneja on paljon, pakkautuvat ne tiiviisti kiteiksi Näin syntyy kiinteää natriumkloridia eli ruokasuolaa. Ioniyhdisteiden ominaisuudet Huoneenlämpötilassa yleensä kiinteitä ja kiteisiä aineita Liukenevat hyvin veteen ja vesiliuokset johtavat sähköä Melko korkeat sulamis- ja kiehumispisteet Kun ioniyhdisteitä sulatetaan, ne johtavat sähköä Joitain ioniyhdisteitä 1. Ruokasuola eli NaCl (natriumkloridi) 2. Maantiesuola eli CaCl 2 (kalsiumkloridi) 3. Hopeafluoridi AgF

17 Ioniyhdisteet nimetään ionien mukaan. Ensin ilmoitetaan positiivinen ionia ja sitten negatiivinen. Samalla tavoin positiivinen ioni merkitään ensin, kun kirjoitetaan suolan kaavaa. Ionien varauksia ei merkitä kaavaan. Suolan nimi 1. Selvitä ensin, mikä on yhdisteessä oleva positiivinen ioni Esim. Ruokasuolassa on positiivinen natriumioni Na +. Tämä määrää nimen alkuosan 2. Selvitä mikä on yhdisteessä oleva negatiivinen ioni Esim. Ruokasuolassa on negatiivinen kloridi-ioni Cl. Se määrää nimen loppuosan. Nimi on siis natriumkloridi Suolan kaava Suolan kaavassa ilmoitetaan aina ensin positiivinen ioni ja sen jälkeen negatiivinen ioni. Ionien varauksia ei merkitä näkyviin. Esim. 1 ruokasuola on NaCl Esim. 2 kalsiumkloridi koostuu positiivisista ioneista Ca 2+ ja negatiivisista ioneista Cl. Kaava on siis CaCl 2.. HUOM! Ionien varausten summan täytyy olla nolla. Tämän vuoksi esimerkissä 2 olevassa kalsiumkloridissa tarvitaan 2kpl Cl ioneja yhtä kalsiumioni kohti.

Suolan valmistaminen 1. Suolaa syntyy kun epämetallit ja metallit reagoivat keskenään. Metalli Syntyvä ioni Nimi natrium Na + natrium magnesium Mg 2+ magnesium hopea Ag + hopea rauta Fe 3+ rauta alumiini Al 3+ alumiini kalsium Ca 2+ kalsium kupari Cu 2+ kupari litium Li + litium Epämetalli Syntyvä ioni Nimi happi O 2 oksidi rikki S 2 sulfidi fluori F fluoridi kloori Cl kloridi bromi Br bromidi jodi I jodidi Esim. Kun magnesium Mg palaa, se reagoi hapen O 2 kanssa. Reaktiossa syntyy magnesiumoksidia MgO. 2. Kun kaksi ioniyhdistettä reagoivat, syntyy uusia ioniyhdisteitä Katso kirjan esimerkki sivulta 113!