Kemiskolan - gratis kurs och test på nätet


Kemiskolans kurs i
allmän kemi

  1. Startsida
  2. Söksida
  3. Inledning
  4. Atomens historia
  5. Atommassa
  6. Elektron-konfiguration
  7. Radioaktivitet
  8. Kemiska ämnesformler
  9. Kemiska reaktionsformler
  10. Det periodiska systemet
  11. Substansmängd
  12. Lösningar
  13. Gaser
  14. Massa och molmassa
  15. Kemisk bindning
  16. Termokemi, Hess lag
  17. Entalpiberäkningar
  18. Entropi och fri energi
  19. Syror och baser
  20. Kemisk jämvikt
  21. Övningar med facit

Kemiska ämnesformler

Joner med positiv laddning dras till joner med negativ laddning och bildar jonföreningar. Ett exempel är kalciumoxid CaO. Om kalcium bildar jonförening med de envärt negativa kloridjonerna Cl- behövs två kloridjoner för att neutralisera kalciumjonernas tvåvärt positiva laddning så att summaladdningen blir noll. Formeln för kalciumklorid blir CaCl2. Jonföreningar innehåller alltid joner i ett antalsförhållande så att summaladdningen blir 0. Detta ger föreningens formel t ex Na+Cl-, Ca2+Cl-2,
Ca2+O2-. Man brukar inte sätta ut laddningarna i ämnets formel så som det, av tydlighetsskäl, är gjort här.

Ämnets formel anger jonernas mängdförhållande eller antalsförhållande. En jon i en kemisk förening kan därför beskrivas enligt följande:

Oftast utelämnas masstal, atomnummer och laddning som i exemplet med kalciumklorid ovan. Man utelämnar också siffran 1 i antalsförhållandet då denna anses underförstådd. I ämnets formel ska alltid anges det minsta heltalsförhållandet mellan de ingående jonerna. En sådan formel kallas en empirisk formel. Formeln Ca2Cl4 för kalciumklorid är således felaktig även om mängdförhållandena 2:4 = 1:2 är rätt.

En formelenhet av ett ämne avser exakt så många atomer eller joner som ingår i ämnets formel. I kalciumklorid således en joniserad kalciumatom och två joniserade kloratomer.

Massan för en formelenhet av ett ämne beräknas genom att man lägger samman atommassorna för alla i formelenheten ingående atomer

Exempel 1. Beräkna formelmassan för Na2O med 4 gällande siffror

Lösning

Medvärden från atommasstabell blir formelmassan mf = 22,99 · 2 u + 16,00 u = 61,98 u


Exempel 2. Beräkna masshalten svavel i koldisulfid CS2.

Lösning

Formelmassan, mf, för CS2 är (12,01 + 2 · 32,06) u = 76,13 u

Atommassan, ma, för svavel är 32,06 u och i en formelenhet koldisulfid finns två svavelatomer som väger 2 · 32,06 u = 64,12 u

Masshalten svavel blir då 64,12 u /76,13 u = 0,8422 = 84,22 %

Kemiska föreningar som liksom kalciumklorid är uppbyggda av joner kallas jonföreningar. Kemiska föreningar kan också vara uppbyggda av atomer som inte är joner. Sådana föreningar kallas molekylföreningar. Exempel på kemiska molekylföreningar är vatten, H2O, och metan, CH4.

Förutom molekylföreningens empiriska formel som anger enklaste heltalsförhållande mellan ämnets atomer t ex CH3 har molekylföreningar också en molekylformel som anger antalet atomer av varje slag i en molekyl t ex C2H6. I en molekylförening är alla bindningar inte är lika starka. I C2H6 som är etan binds två kolatomer, C, och sex väteatomer, H, extra starkt till varandra. Dessa bindningar bryts inte ens då ämnet är i gasform. Sådana små ämnesenheter som C2H6 i etan kallas molekyler.

Exempel 3. Den empiriska formeln för ett ämne har bestämts till CH2 och formelmassan har bestämts till 84,2 u. Vilken är ämnets molekylformel?

Lösning

Vi antar formeln CxH2X och tecknar formelmassan som ger ekvationen

12,0 · x + 1,0 · 2x = 84,2

med lösningen

12,0 · x + 2,0 · x = 84,2

14,0 · x = 84,2

x= 84,2 / 14,0

x= 6,01 som avrundas till heltalet 6

Svar: C6H12

För molekylföreningar gäller att formelmassa också kallas molekylmassa.

Det finns en strävan för alla atomer att få ädelgasstruktur som innebär att det är två eller åtta elektroner i det yttersta skalet. Om det är åtta elektroner säger man att atomen har fått en oktett. Ädelgasstruktur kan atomen få genom att avge eller ta upp en eller flera elektroner så att joner bildas. Ett annat sätt är att dela på valenselektronerna så att alla atomer får ädelgasstruktur. Så är fallet i molekylerna. Man kan rita ut valenselektronerna i en molekyl för att få en uppfattning om hur de olika atomerna sitter samman. Det kallas att rita en elektronformel. Här är några exempel:

H : H väte och O :: C :: O koldioxid och H : C ::: C : H etyn

Vi kan nu sammanfatta följande regler för bestämning av ämnets formel:

  • Jonföreningar. Strävan efter ädelgasstruktur ger jonernas laddning, alkalimetallerna får laddningen + och de alkaliska jordartsmetallerna får laddningen 2+, halogenerna får laddningen - och kalkogenerna får
    laddningen 2-. Exempel är Na+, Ca2+, Cl- och O2-. Summaladdningen i jonföreningen ska vara 0.

  • Molekylföreningar. Strävan efter ädelgasstruktur gör att atomerna delar på ett eller flera bindande elektronpar vilket bildas av valenselektronerna. I molekylens elektronformel ritas dessa ut. Exempel är H2, Cl2, CH4, C2H6, CO2 och C2H2.

Följande regler gäller när vi ska ge namn på jonföreningar och andra oorganiska föreningar:

  • Jonföreningars namn börjar med den positiva jonens namn och slutar med den negativa jonens namn t ex natriumklorid NaCl och kalciumklorid CaCl2

  • Negativa atomjoner slutar på -id. Positiva atomjoner namnges som atomen

  • Molekylföreningar namnges som jonföreningar fast med grekiska räkneord mono, di, tri, tetra, penta, ... t ex kolmonoxid CO och koldioxid CO2

  • Sammansatta joner (molekyljoner) har egennamn t ex ammonium NH4+, sulfat SO42- och hydroxid OH-

  • I framför allt jonföreningar anges ibland oxidationstal (= jonens laddning) i namnet t ex koppar(I)oxid Cu2O och koppar(II)oxid CuO

  • Vatten som löst sig i den fasta jonkristallen kallas kristallvatten och namnges som hydrat t ex kopparsulfatpentahydrat CuSO4×5H2O

Namngivning av organiska ämnen, varmed avses de flesta föreningar mellan kol och väte och eventuellt något eller några andra element, följer andra regler som inte tas upp här.

Kemiskolan sponsras genom annonsering.

banner

Denna sida finns på KemiskolanChemistry for Free (www.chem4free.info)


Ansvarig för Kemiskolan är Christer Svensson.
Fler publikationer av samme författare finns på Chemistry for Free