Hei, vi skal nå begynne på kapittel 2 i boka til Askehøy om kjemi 1, hvor vi skal se på egenskaper og reaksjoner. I første delkapittel skal vi se på periodiske egenskaper. Jeg kommer til å dele dette delkapittlet i to forskjellige filmer.
Ved å kombinere kunnskap om elektrostatiske krefter, altså tiltekning av frastøtting mellom positiv og negativ ladning, kjemiske bindinger og oppbygging av periodsystemet, kan vi forklare flere av egenskapene til atomer. Så først skal vi se på forskjellen i egenskapene mellom metaller og ikke metaller. Og vi ser at metaller er sterk og formbar.
De er skinnende, de har høy massetetthet, de er gode strømledere. De har lav elektronegativitet, de står til venstre i periodsystemet, det har vi sett på før, og så er de i fast form ved romtemperatur. Unntaket her er kvikksølt som er flytende. Ikke-metallene er motsvarlig svak og ikke-formbar.
De er matt, har lav massetetthet, dårlige strømledere, har høy elektronegativitet, de står til høyre i periodsystemet, og kan finnes både som gasser, væske og faste stoffer i romtemperatur. Jeg skal prøve å forklare litt av egenskapene til metallene, og de kan stort sett forklares ut fra metallbindinga. Og dere husker fra tidligere at metallbindinga ser sånn ut, at atomkjernene og de innerste elektronskalene ligger som noen positive klumper, kule, som er ganske tett pakket, mens yttre elektroner er fristilt.
og på en måte blir felles for alle atomene, så det blir som en elektronsjø. Denne pakkingen av atomene og elektronene sine som ligger i en sjø, gjør at vi kan forme metallene uten at de sprekker. For disse atomene kan lett forskyves i forhold til hverandre og finne bare sin nye plass, uten at det går utover metallet, egenskapene til metallet.
Elektronene gjør at bindingene... mellom atomene sterk, fordi de på en måte tiltrekker de positive ladningene, og metallene er derfor som oftest i fast form ved romtemperatur. Elektronsjøen, som ligger og sverver rundt her, fører også til at lyset reflekteres i overflaten, så metallet ser skinnende ut.
Og disse frie elektronene gjør at de enkelt kan hoppe, eller Føres bortover fra atom til atom og gjør det for at metall kan lede strøm. Så hvis dette hadde vært en metalledning og vi hadde satt på en spenning, strømkilde, som hadde dyttet inn elektroner fra den ene siden, så ville det dyttet opp på elektronene og dyttet opp på elektronene og dyttet opp på elektronene. Og i andre enden av ledningen ville et elektron blitt dyttet ut.
Og dermed har vi strøm. Det er sånn strøm fungerer. Metallet har få ytterelektroner.
og danner derfor gjerne forbindelser med ikke-metaller, som har mange yttre elektroner og mangler noen. Størrelsen på metallatomerne og at de har få yttre elektroner gjør at metallene har lav elektronegativitet. Skal vi se litt på noe.
Jo flere elektronskall et atom har, jo større er atomet. Så har det bare to skall med elektroner, så blir de mye mindre i omkrets enn hvis de var tre skall. Som enda er mindre enn hvis de var fire skal. Og det betyr at atomene vil bli større jo lenger ned i periodesystemet du kommer. Det ser vi her.
Vi ser et skjenten her. Her har vi en tabell som viser størrelsen på atomene. Og vi ser at de blir større og større og større jo lenger ned i periodesystemet du kommer.
Det gjelder også ikke metallene. De blir også større og større og større. Innen periodet. Altså for eksempel periode 4, hvor atomene har ytterelektroner i samme skall, så vil tiltrekningen mellom elektronene og protonene bli sterkere når antallet av protoner øker. Det betyr at hvis vi flytter oss bortover til høyre her, så vil ytterelektronene være i samme skall.
Men for hvert atom vi flytter oss, så får det ett ekstra proton. Og når de ytterelektronene er... I utgangspunktet på samme plass, i samme skall, i utgangspunktet samme avstand til kjernen, men for hvert tak til høyre, så vil... kjerne være mer og mer positivt glad.
Derfor vil de trekke kraftigere på ytter-elektronene, som gjør at de ytterste skallene ikke vil ligge på samme plass, men at de blir nærmere og nærmere av kjernen jo lenger til høyre vi kommer i periodsystemet. Derfor vil atomstørrelsen minke når vi beveger oss mot høyre i periodsystemet, selv om antall elektroner øker. Men det er fordi at de nye elektronene kommer ikke i ytterste skall.
Men det lages ikke nye ytre skall, kan du si, med nye elektroner. Det ytterste skallet er fortsatt det samme. Og dette her kan være med på å forklare elektronegativitetsverdien.
Når atomene er små, borte til høyre her, så vil avstanden mellom atomene som binder sammen være liten, og kreftene mellom dem vil være sterk. Og dermed vil elektronegativiteten øke oppover til høyre periosystemet. Fordi det er kortere avstand mellom elektronene og kjernen, så vil tiltrekningen mellom dem være sterkere, enn hvis vi er langt til venstre, hvor det er større avstand mellom kjernen og elektronene.
Så når atomene er store, så vil avstanden mellom atomene som binder sammen være stor, og kreftene mellom dem svak. Så det vil påvirke både hvor kraftig et atom trekker på elektronene i binding, og dermed påvirker det også hvor sterk bindingen er mellom atomene. Og derfor så reduseres elektronegativiteten mot venstre og nedover i periodesystemet. Og den høyeste elektronegativiteten har vi til høyre og oppover.
Så innfører vi et nytt begrep, elektronaffinitet. Og det er et mål på hvor mye energi som frigjøres når et atom mottar et elektron. Altså vi får et atom til å ta opp et elektron, og da frigjøres det energi. For eksempel fluor. Fluor, når den tar opp et elektron, så blir det til fluoridjone, og energi frigjøres.
Og der har vi en tabell som viser noen av verdiene. Vi har hoppet over alle innskuddsmetallene her. Så vi har bare gruppe... 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 og 18 her. Og det er sånn at når et atom mottar et elektron, så mister elektronen energi i det det binder seg til en atomkjerne, og dette frigis som varme.
Og hvis atomet har negativ elektronaffinitet, som for eksempel fluor som er minus 328, så avgis det energi. Men hvis det har positiv verdi, som for eksempel beryllium, så krever det faktisk energi for å gi det der et elektron. Disse atomene som står lengst til venstre her, de har jo ett eller to elektroner i ytterste skall, og for å få det til å ta opp flere elektroner, krever mye energi.
Mens de som står til høyre, som mangler ett eller to, de tar gjerne til seg det ene elektronen de mangler for å få oppfyrt akrettregelen. og dermed så krever det lite energi for å få den til å ta opp. Så grunnstoffene som har høyest elektronegativitet, altså fluor som hadde fire på pålingsskala, er de samme som avgir mest energi når de tar opp elektroner.
Så den som har høy elektronegativitet har også lav elektronaffinitet. Høy negativ verdi, kan du si. Nytt begrep, ioniseringsenergi. Og det er et mål på hvor mye energi som vi må tilføre for å ta et elektron fra et atom.
Altså, før et atom skal miste et elektron og bli positivt landt. Og der har vi en klar trend. Her har vi en figur som viser trenden mellom grunnstoffene og hvor stor... Den som har høyest ioniseringsenergi er edelgasser, som ligger helt til høyre i gruppe 18. Så de ser vi litt bort fra nå.
Den som er nest høyest er faktisk fluor, klor, brom, jod. Altså halogener. De har nest høyest ioniseringsenergi.
Og vi ser at den som har lavest er litium, natrium, kalium og rubidium. Som da er gruppe 1. Så vi ser her at det er en viss trend her. Grunnstoffene som er høyt oppe og til høyre i periodsystemet, dem som har høy elektronegativitet og lav elektronaffinitet, eller høy negativ elektronaffinitet, dem trekker sterkt på elektronene. Og da krever det mye energi fra fjernet elektroner. Det er derfor dem har høyt utslag på ioniseringsenergien.
Grunnstoffene som står til venstre, og nedover i periodsystemet krever det mye mindre energi for å avgi elektroner. Så de har lav ioniseringsenergi. Så det krever altså energi å rive et elektron løst fra et atom, og det fries energi når et atom mottar et elektron. Og dette kan vi kombinere da i kjemiske reaksjoner.
For eksempel når litium og fluor reagerer. Litium krever energi for å gi fra seg elektron, mens fluor frigir energi når det tar opp elektron. Og da får vi dannet et litiumion og et fluoridion, og disse vil binde seg sammen til et salt som heter litiumfluorid, og når denne bindingen dannes, så frigir det enda mer energi.
Så dette er på en måte en tredjelt prosess. Det var det jeg skulle si i første film. Jeg skal lage en film til om løsselighet.
Vi ses.