fredag 14. november 2014
torsdag 23. oktober 2014
torsdag 16. oktober 2014
Periodesystemet og elektroner på vandring
Animasjon av hydrogengass
https://www.youtube.com/watch?v=XKOvnjEcI5w
http://www.mn.uio.no/kjemi/tjenester/kunnskap/periodesystemet/index.php?v=elektronegativitet
http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/pt/
http://www.kscience.co.uk/animations/atom.htm
http://www.periodictable.com/
Atomet består av en positivt ladet kjerne av protoner og nøytroner og en sky av negativt ladde elektroner. Atomet er nøytralt når det er like mange elektroner som protoner.
Atomet er ikke nøytralt når det er flere/mindre elektroner enn protoner. Atomet kalles da henholdsvis et negativt eller positivt ladd ion. Summen av protoner og nøytroner i et atom kalles nukleontallet.
Det enkleste atomet er hydrogen som består av et elektron og et proton. Protonet er en enkel atomkjerne.
Elektronskallene. Skallene har fått bokstavbetegnelsene K, L, M, … regnet innenfra og utover. Hvert skall kan bare inneholde et bestemt antall elektroner. Flere dess lenger bort fra kjernen skallet er.
K 2, L 8.
Bohrs skallmodell
Elektronene går med stor fart i baner (elektronskall) rundt atomkjernen. Elektroner med nokså lik energi og med omtrent samme gjennomsnittsavstand fra kjernen tilhører samme skall.
Isotoper
Når et atom har samme antall protoner i kjernen men ulikt antall nøytroner, sier vi at atomet er en isotoper av samme grunnstoff. Eksempel: det finns tre hydrogenisotoper. Et hydrogenatom kan ha ingen, ett eller to nøytroner. Vanlig hydrogenisotop (1 proton ingen nøytroner), deaterium (1 p og 1 n) og tritium (1 p og 2 n).
Isotoper av et grunnstoff er atomer med like mange protoner i kjernen, men forskjellig antall nøytroner.
Grupper
1. gruppe - alkalimetallene
Myke metaller som reagerer kraftig med både luft og vann. Felles for alkalimetallene er at de har ett elektron i det ytterste skallet
2. gruppe - jordalkalimetallene
Myke metaller med to elektroner i det ytterste skallet.
6. gruppen - oksygengruppen
Oksygen, som er en fargeløs gass
Svovel er et fast, gult stoff
Alle disse stoffene har seks elektroner i ytterste skall. De mangler to elektroner på å få edelgasstruktur.
7. gruppe - halogenene
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. De tar gjerne opp et elektron.
8. gruppe - edelgassene
Edelgassene har 8 elektroner i de ytterste skallet, bortsett fra helium som bare har to. K-skallet kan ikke inneholde mer enn to elektroner. Edelgassene reager svært lite med andre stoffer.
Periodesystemet
- Stoffene er ordnet etter antall protoner i kjernen.
- Loddrette kolonner kalles grupper.
- Vannrette rader kalles perioder og viser hvor mange elektronskall atomet har.
- Antall elektroner i ytterste skall bestemmer atomets egenskaper.
Ioner
Når et atom avgir ett eller flere elektroner, får det en positiv ladning. Atomet er et positivt ion.
Dersom et atom tar opp ett eller flere elektroner, blir det negativt ladet og danner et negativt ion.
Eksempel: natriumatomet har ett elektron i det ytterste skallet og kan lett gi fra seg det elektronet.
Na –e - -> Na+
Et positivt ion er et atom som som har færre elektroner enn protoner.
Eksemple er natriumionet Na+
Et negativt ion er et atom som har flere elektroner enn protoner. Eksempler er kloridion Cl−
Ioner med motsatte elektriske ladninger blir holdt sammen av sterke elektriskostatiske krefter. En slik binding kalles ionebinding.
Eksempel: Natrium har ett elektron i det ytterste skallet, det reagerer med klor som har sju elektroner i det ytterste skallet. Natrium gir fra seg elektronet i det ytterste skallet og får en positiv ladning og får edelgass-struktur og det blir dannet et metallion. Klor tar opp elektronet og får fullt ytterskall og får derved edelgass-struktur.
Ionebinding er en kjemisk binding er mellom metallioner og ikke-metallioner. Kjemiske forbindelser med ionebinding, kaller vi salter.
Elektronparbinding
To elektroner som deles mellom to atomer danner en elektronparbinding. Dersom fire elektroner (to elektronpar) deles mellom to atomer, blir det en dobbeltbinding.
Eksempel: to hydrogenatomer går sammen og deler to elektroner.To hydrogenatomer blir til et hydrogen molekyl.
Enkelbinding: Hydrogen.
Dobbeltbinding: Oksygen.
Trippelbinding: Nitrogen.
Metallbinding
Binding mellom metallatomer. Elektronene i det ytterste skallet deles i en felles elektronsky. Det er en sterk binding.
Redoksreaksjoner
Mg + O
Magnesiumet gav fra seg to elektroner til oksygen.
1. Mg – 2e-
Mg2+
. Hvert magnesiumatom, Mg, gir fra seg de to elektronene i det ytterste
skall og blir oksidert til Mg2+. Magnesiumionene får edelgasstruktur
slik som det nærmeste edelgassen neon.
2. O + 2e-
O2-. Oksygenatomet, O, har seks elektroner i det ytterste skallet. Hvert oksygenatom tar opp to elektroner og blir redusert til O2-
Når atomene i et grunnstoff gir fra seg ett eller flere elektroner, sier vi at det blir oksidert.
Når atomene i et grunnstoff tar opp ett eller flere elektroner, sier vi at de blir redusert.
Siden det alltid foregår en reduksjon samtidig med en oksidasjon, kaller vi dette for en redoksreaksjon.
De fleste grunnstoffene reagerer med oksygenet i lufta. Det dannes da kjemiske forbindelser som vi kaller oksider.
Eksempel: karbondioksid, magnesiumoksid
---
Redoksreaksjon (tar til seg elektroner fra andre stoffer)
2 Na + Cl2
Oksidasjon
Reaksjonene
Mg
Mg++ + 2e-
Na
Reduksjon
Reaksjon
O + 2e-O- -
Cl + e- Cl-
Na+ + e- Na
er alle reduksjoner!
Redoksreaksjon i metallframstilling
Ved hjelp av elektrisk strøm kan vi framstille metallet kopper og klorgass av kopperklorid. Saltet kopperklorid (CuCl2) er løselig i vann.
Kopperionene tar opp elektroner fra den negative elektrode og blir til nøytrale atomer.
Klorionene avgir elektroner til den positive elektroden og danner kloratomer som går sammen og danner klorgass.
1. Cu2+ + 2 e- + energi
Cu
I denne reaksjonen blir Cu2+ - ionene redusert til Cu-atomer som danner metallisk kopper som blir festet på den negative elektroden.
2. Cl- - e- + energi
Her blir Cl- -ionene oksidert til Cl-atomer og de bindes sammen med elektronparbinding til klorgassmolekyler Cl2.
Reaksjonsliking: Cu2+ + 2 Cl- + energi
Cu + Cl2
Navn på salter
Et salt er vanligvis en kjemisk forbindelse mellom metallioner (positive ioner) og ikke-metallioner (negative ioner) eller mellom metallioner og syrerester.
Når ei syre gir fra seg ett eller flere H+ -ioner, kaller vi det negative negative ionet som blir igjen av syremolekylet, for en syrerest.
De viktigste syrerestene er
Klorid Cl- fra saltsyre HCl
Nitrat NO3 fra salpetersyre HNO3
Sulfat SO42- fra svovelsyre H2SO4
Fosfat PO43-fra fosfatsyre H3PO4
Karbonat CO32- fra karbonsyre
Navn på molekyler
Forstavelsene mono, di, tri, tetra og penta brukes i forbokstavelser for å vise hvor mange atomer det er i et molekyl.
Karbonmonoksid CO
Karbondioksid CO2
Svoveldioksid SO2
Kilder: Wikipedia og naturfag.no
https://www.youtube.com/watch?v=XKOvnjEcI5w
http://www.mn.uio.no/kjemi/tjenester/kunnskap/periodesystemet/index.php?v=elektronegativitet
http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/pt/
http://www.kscience.co.uk/animations/atom.htm
http://www.periodictable.com/
Atomet består av en positivt ladet kjerne av protoner og nøytroner og en sky av negativt ladde elektroner. Atomet er nøytralt når det er like mange elektroner som protoner.
Atomet er ikke nøytralt når det er flere/mindre elektroner enn protoner. Atomet kalles da henholdsvis et negativt eller positivt ladd ion. Summen av protoner og nøytroner i et atom kalles nukleontallet.
Det enkleste atomet er hydrogen som består av et elektron og et proton. Protonet er en enkel atomkjerne.
Elektronskallene. Skallene har fått bokstavbetegnelsene K, L, M, … regnet innenfra og utover. Hvert skall kan bare inneholde et bestemt antall elektroner. Flere dess lenger bort fra kjernen skallet er.
K 2, L 8.
Bohrs skallmodell
Elektronene går med stor fart i baner (elektronskall) rundt atomkjernen. Elektroner med nokså lik energi og med omtrent samme gjennomsnittsavstand fra kjernen tilhører samme skall.
Isotoper
Når et atom har samme antall protoner i kjernen men ulikt antall nøytroner, sier vi at atomet er en isotoper av samme grunnstoff. Eksempel: det finns tre hydrogenisotoper. Et hydrogenatom kan ha ingen, ett eller to nøytroner. Vanlig hydrogenisotop (1 proton ingen nøytroner), deaterium (1 p og 1 n) og tritium (1 p og 2 n).
Isotoper av et grunnstoff er atomer med like mange protoner i kjernen, men forskjellig antall nøytroner.
Grupper
1. gruppe - alkalimetallene
Myke metaller som reagerer kraftig med både luft og vann. Felles for alkalimetallene er at de har ett elektron i det ytterste skallet
2. gruppe - jordalkalimetallene
Myke metaller med to elektroner i det ytterste skallet.
6. gruppen - oksygengruppen
Oksygen, som er en fargeløs gass
Svovel er et fast, gult stoff
Alle disse stoffene har seks elektroner i ytterste skall. De mangler to elektroner på å få edelgasstruktur.
7. gruppe - halogenene
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. De tar gjerne opp et elektron.
8. gruppe - edelgassene
Edelgassene har 8 elektroner i de ytterste skallet, bortsett fra helium som bare har to. K-skallet kan ikke inneholde mer enn to elektroner. Edelgassene reager svært lite med andre stoffer.
Periodesystemet
- Stoffene er ordnet etter antall protoner i kjernen.
- Loddrette kolonner kalles grupper.
- Vannrette rader kalles perioder og viser hvor mange elektronskall atomet har.
- Antall elektroner i ytterste skall bestemmer atomets egenskaper.
Ioner
Når et atom avgir ett eller flere elektroner, får det en positiv ladning. Atomet er et positivt ion.
Dersom et atom tar opp ett eller flere elektroner, blir det negativt ladet og danner et negativt ion.
Eksempel: natriumatomet har ett elektron i det ytterste skallet og kan lett gi fra seg det elektronet.
Na –e - -> Na+
Et positivt ion er et atom som som har færre elektroner enn protoner.
Eksemple er natriumionet Na+
Et negativt ion er et atom som har flere elektroner enn protoner. Eksempler er kloridion Cl−
Atomer som tar opp e danner negative ioner. Atomer som gir fra seg e danner positive ioner.
Ioner med motsatte elektriske ladninger blir holdt sammen av sterke elektriskostatiske krefter. En slik binding kalles ionebinding.
Eksempel: Natrium har ett elektron i det ytterste skallet, det reagerer med klor som har sju elektroner i det ytterste skallet. Natrium gir fra seg elektronet i det ytterste skallet og får en positiv ladning og får edelgass-struktur og det blir dannet et metallion. Klor tar opp elektronet og får fullt ytterskall og får derved edelgass-struktur.
Ionebinding er en kjemisk binding er mellom metallioner og ikke-metallioner. Kjemiske forbindelser med ionebinding, kaller vi salter.
Elektronparbinding
To elektroner som deles mellom to atomer danner en elektronparbinding. Dersom fire elektroner (to elektronpar) deles mellom to atomer, blir det en dobbeltbinding.
Eksempel: to hydrogenatomer går sammen og deler to elektroner.To hydrogenatomer blir til et hydrogen molekyl.
Enkelbinding: Hydrogen.
Dobbeltbinding: Oksygen.
Trippelbinding: Nitrogen.
Metallbinding
Binding mellom metallatomer. Elektronene i det ytterste skallet deles i en felles elektronsky. Det er en sterk binding.
Redoksreaksjoner
Mg + O
MgO + E
Magnesiumet gav fra seg to elektroner til oksygen.
1. Mg – 2e-
2. O + 2e-
O2-. Oksygenatomet, O, har seks elektroner i det ytterste skallet. Hvert oksygenatom tar opp to elektroner og blir redusert til O2-
Dette ionet kalles oksidion. Oksidionet har edelgasstruktur som neon.
Når atomene i et grunnstoff gir fra seg ett eller flere elektroner, sier vi at det blir oksidert.
Når atomene i et grunnstoff tar opp ett eller flere elektroner, sier vi at de blir redusert.
Siden det alltid foregår en reduksjon samtidig med en oksidasjon, kaller vi dette for en redoksreaksjon.
De fleste grunnstoffene reagerer med oksygenet i lufta. Det dannes da kjemiske forbindelser som vi kaller oksider.
Eksempel: karbondioksid, magnesiumoksid
---
Redoksreaksjon (tar til seg elektroner fra andre stoffer)
2 Na + Cl2
2 NaCl + E
Oksidasjon
Reaksjonene
Mg
Mg++ + 2e-
Na
Na+ + e-
Al
Al+++ + 3e-
Fe++
Fe+++ + e-
er alle oksidasjoner.Reduksjon
Reaksjon
O + 2e-O- -
Cl + e- Cl-
Na+ + e- Na
er alle reduksjoner!
Redoksreaksjon i metallframstilling
Ved hjelp av elektrisk strøm kan vi framstille metallet kopper og klorgass av kopperklorid. Saltet kopperklorid (CuCl2) er løselig i vann.
Kopperionene tar opp elektroner fra den negative elektrode og blir til nøytrale atomer.
Klorionene avgir elektroner til den positive elektroden og danner kloratomer som går sammen og danner klorgass.
1. Cu2+ + 2 e- + energi
I denne reaksjonen blir Cu2+ - ionene redusert til Cu-atomer som danner metallisk kopper som blir festet på den negative elektroden.
2. Cl- - e- + energi
Cl og Cl + Cl
Cl2
Her blir Cl- -ionene oksidert til Cl-atomer og de bindes sammen med elektronparbinding til klorgassmolekyler Cl2.
Reaksjonsliking: Cu2+ + 2 Cl- + energi
Navn på salter
Et salt er vanligvis en kjemisk forbindelse mellom metallioner (positive ioner) og ikke-metallioner (negative ioner) eller mellom metallioner og syrerester.
Når ei syre gir fra seg ett eller flere H+ -ioner, kaller vi det negative negative ionet som blir igjen av syremolekylet, for en syrerest.
De viktigste syrerestene er
Klorid Cl- fra saltsyre HCl
Nitrat NO3 fra salpetersyre HNO3
Sulfat SO42- fra svovelsyre H2SO4
Fosfat PO43-fra fosfatsyre H3PO4
Karbonat CO32- fra karbonsyre
Navn på molekyler
Forstavelsene mono, di, tri, tetra og penta brukes i forbokstavelser for å vise hvor mange atomer det er i et molekyl.
Karbonmonoksid CO
Karbondioksid CO2
Svoveldioksid SO2
Kilder: Wikipedia og naturfag.no
Spørsmål til "Elektroner på vandring"
Her ligger lenke til en del spørsmål. Velg et spørsmål du vil svare på. Kopier spørsmålet og lim det inn i kommentarfeltet nedenfor og svar på spørsmålet.
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1RtwGzaZM3CaqFmxoxbQaDBJHCkQ4UC2Jq5P8Ns0jw0I/edit?usp=sharing
Et felles dokument
https://docs.google.com/document/d/1RVIHKG_eyyH2SFHkFINdAmF8icVJ_WCoKPk8NspahIU/edit?usp=sharing
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1RtwGzaZM3CaqFmxoxbQaDBJHCkQ4UC2Jq5P8Ns0jw0I/edit?usp=sharing
Et felles dokument
https://docs.google.com/document/d/1RVIHKG_eyyH2SFHkFINdAmF8icVJ_WCoKPk8NspahIU/edit?usp=sharing
tirsdag 30. september 2014
Lysdioder
Det ligger en hel del lysdioder i den oransje sekskantede plastesken i den store pappesken. Det ligger også fire små 3Volt knappeceller der.
Oppgave lett
Putt knappecellen mellom beina på lysdiodene. Prøv mange. Skriv resultatet i kommentarfeltet. Noen ganger lyser dioden noen ganger lyser diodene ikke. Hvorfor? Hvilken ledning skal kobles til pluss?
Teoretisk oppgave, (kan fort bli stor)
Lysdioder er laget av halvledere. Men hvilke stoffer blir tilsatt for at lyset fra dioden skal bli rødt, grønt, gult, blått og hvitt? Finner dere noen gode nettsider eller videoer om lysdioder?
Lyset fra lysdioder er monokromt (kun en bølgelengde) hva er bølgelengden til rødt lys?
Hva er bølgelengden til synlig lys.
Diodedata
2,2 V 30 mA 70 mcd gul
2,2 V 30 mA 80 mcd grønn
3,2 V 30 mA 1200 mcd ultra blå
5 V 30 mA 50 mcd blinkende rød
Oppgave lett
Putt knappecellen mellom beina på lysdiodene. Prøv mange. Skriv resultatet i kommentarfeltet. Noen ganger lyser dioden noen ganger lyser diodene ikke. Hvorfor? Hvilken ledning skal kobles til pluss?
Teoretisk oppgave, (kan fort bli stor)
Lysdioder er laget av halvledere. Men hvilke stoffer blir tilsatt for at lyset fra dioden skal bli rødt, grønt, gult, blått og hvitt? Finner dere noen gode nettsider eller videoer om lysdioder?
Lyset fra lysdioder er monokromt (kun en bølgelengde) hva er bølgelengden til rødt lys?
Hva er bølgelengden til synlig lys.
Diodedata
2,2 V 30 mA 70 mcd gul
2,2 V 30 mA 80 mcd grønn
3,2 V 30 mA 1200 mcd ultra blå
5 V 30 mA 50 mcd blinkende rød
Lodding
En vanlig måte å koble sammen elektroniske komponenter er å bruke loddetinn. Loddetinn er en legering av bly og tinn. Forholdet mellom bly og tinn er slik at smeltepunktet blir lavt. (Ca 300 grader.) I tillegg inneholder loddetinn harpiks, som renser loddestedet.
Bruk helst den lille loddebolten. Den på 100 Watt blir altfor stor til den loddingen dere skal gjøre.
Det ligger ei plate med én lysdiode i eska. Kobberbanen har allerede løsnet, så fjern dioden. Dere bør klippe av trådene etter å ha loddet på dioder og motstander.
Oppgave stor
Gjør den oppgaven etter å ha gjort oppgavene "Mål spenning" og "Mål motstand" nedenfor. Men noen kan jo begynne å tenke allerede nå. :)
Lodd fast lysdioder og motstander på plata. Lag gjerne ei skisse først, før dere begynner å lodde. (Jeg kunne tenkt meg å henge plata på veggen i Energibua når den er ferdig.) Noen røde lys dioder blinker, andre er gul og blå eller grønne.
Fordi lysdiodeplata skal kobles til 12 Volt, er det viktig at alle dioden har en "formotstand" en motstand i serie.
Legg merke til at det ikke er noen kobberbaner på plata, bare øyer. Dere bør derfor dere ta vare på ledningstumpene dere klipper av motstander og lysdioder slik av dere får koblet det sammen slik at det blir lys i alle lysdiodene samtidig.
Bruk helst den lille loddebolten. Den på 100 Watt blir altfor stor til den loddingen dere skal gjøre.
Det ligger ei plate med én lysdiode i eska. Kobberbanen har allerede løsnet, så fjern dioden. Dere bør klippe av trådene etter å ha loddet på dioder og motstander.
Oppgave stor
Gjør den oppgaven etter å ha gjort oppgavene "Mål spenning" og "Mål motstand" nedenfor. Men noen kan jo begynne å tenke allerede nå. :)
Lodd fast lysdioder og motstander på plata. Lag gjerne ei skisse først, før dere begynner å lodde. (Jeg kunne tenkt meg å henge plata på veggen i Energibua når den er ferdig.) Noen røde lys dioder blinker, andre er gul og blå eller grønne.
Fordi lysdiodeplata skal kobles til 12 Volt, er det viktig at alle dioden har en "formotstand" en motstand i serie.
Legg merke til at det ikke er noen kobberbaner på plata, bare øyer. Dere bør derfor dere ta vare på ledningstumpene dere klipper av motstander og lysdioder slik av dere får koblet det sammen slik at det blir lys i alle lysdiodene samtidig.
Mål spenning
Det ligger et 12 volts batteri i en plastposte i eska. I en annen plastpose ligger ei batteriklemme og tre lysdioder med en motstand i serie.
Jobb to og to. (minst)
Kobbel på batteriklemma til batteriet. Sett ledningen bort til motstanden og lysdioden. Den røde plussledningen skal til motstanden og den svarte til den korte ledningen på lysdioden.
Mål spennigen
1) på batteriet
2) over lysdioden
3) over motstanden
Gjør det med alle tre diodekoblingene.
Skriv også farge på dioden og verdien på motstanden.
Det går an å måle strømmen i en krets med måleinstrumentet, men da må instrumentet kobles i serie med kretsen noe som ofte faller upraktisk. (Du kan selvsagt prøve det som en ekstraoppgave.) Men det enkleste og vanligste er å måles spenningen over motstanden og beregne strømmen.
Eksempel
Strømmen: I = U / R = 10 Volt / 330 ohm = 0,030 A = 30 mA
Dere kan godt lage flere koblinger. Kobler dere lysdiodene til 12 Volt uten motstand går den sund, så ikke gjør det mer enn en gang. (Det var derfor dere skulle bruke kappecellene til å begynne med.)
Skriv resultatet og beregningene i kommentarfeltet nedenfor. Skriv hvem som måler, hvem som holder i trådene og hvem som skriver kommentarer.
Jobb to og to. (minst)
Kobbel på batteriklemma til batteriet. Sett ledningen bort til motstanden og lysdioden. Den røde plussledningen skal til motstanden og den svarte til den korte ledningen på lysdioden.
Mål spennigen
1) på batteriet
2) over lysdioden
3) over motstanden
Gjør det med alle tre diodekoblingene.
Skriv også farge på dioden og verdien på motstanden.
Det går an å måle strømmen i en krets med måleinstrumentet, men da må instrumentet kobles i serie med kretsen noe som ofte faller upraktisk. (Du kan selvsagt prøve det som en ekstraoppgave.) Men det enkleste og vanligste er å måles spenningen over motstanden og beregne strømmen.
Eksempel
Strømmen: I = U / R = 10 Volt / 330 ohm = 0,030 A = 30 mA
Dere kan godt lage flere koblinger. Kobler dere lysdiodene til 12 Volt uten motstand går den sund, så ikke gjør det mer enn en gang. (Det var derfor dere skulle bruke kappecellene til å begynne med.)
Skriv resultatet og beregningene i kommentarfeltet nedenfor. Skriv hvem som måler, hvem som holder i trådene og hvem som skriver kommentarer.
Abonner på:
Innlegg (Atom)