Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen som fأ¶rekommer page 1
Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen som fأ¶rekommer page 2
Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen som fأ¶rekommer page 3
Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen som fأ¶rekommer page 4
Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen som fأ¶rekommer page 5

Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen som fأ¶rekommer

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Kemisk bindning - Amazon Web Servicesh24-files.s3. Kemisk bindning 1 Det أ¤r fأ¥ grundأ¤mnen...

  • Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    © Jonas Arvidsson, 2015

    Kemisk bindning

    1

    Det är få grundämnen som förekommer i ren form i naturen. De flesta söker en kompis med kompletterande egenskaper. Detta kan ske på några olika sätt, både inom molekylen och mellan molekylen.

    © Jonas Arvidsson, 2015

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    Mål med avsnittet

    När vi är färdiga med detta avsnitt skall du kunna:

    Förklara följande begrepp: jonbindning, kovalent bindning, elektronegativitet, polära bindningar, dipoler, vätebindning, metallbindning och van der Waals-bindning

    Tillämpa dessa kunskaper för att avgöra egenskaper hos olika typer av kemiska föreningar

    2

    © Jonas Arvidsson, 2015

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    Jonbindning Joner med ädelgasskal är stabila Olika laddning attraherar 
 
 
 
 
 


    I en jonkristall binds jonerna till varandra med jonbindning

    + Na Cl

    e– +

    Na+ Cl–

    + –

    3

    Alla grundämnen strävar efter att få ett fullt yttre elektronskal eftersom detta är den stabilaste formen. I sitt ursprungliga tillstånd är det bara ädelgaserna som har detta. Alla andra grundämnen måste antingen ge bort elektroner, ta upp elektroner eller dela elektroner med någon annan atom. Elektroner kan inte bara kastas bort eller tas upp, utan det måste finnas både en elektrongivare och en elektrontagare. Det bildas då joner, som är atomer som är laddade. Normalt bildar metaller positiva joner och grundämnen till höger i det periodiska systemet negativa joner (undantaget ädelgaserna).

    Precis som med magneter, attraherar postivia och negativa joner varandra. De föreningar som bildas kallas salter. De ingående jonerna arrangerar sig i ett regelbundet gitter och kan i princip bilda hur stora kristaller som helst. I fast form leder de inte ström, men i smält form och upplösta i vatten är de goda ledare.

  • © Jonas Arvidsson, 2015

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    + energi

    Kovalent bindning Kallas också elektronparbindning Ett eller flera elektronpar är gemensamma för två atomer

    +

    H:H

    4

    :Cl. . . . . + Cl−Cl:Cl.

    . . . . :Cl:Cl:

    . . . . . . . .

    O=O:O .. . . + O:

    . . . . O:

    .. :O .. . .

    . .

    N≡N:N. . .

    :N. . .

    + :N:::N:

    Vid kovalent bindning delar två atomer ett eller flera elektronpar. Detta bildar små enheter och inte de stora kristaller som förekommer hos jonföreningar. Man kallar dessa för molekylföreningar. Det är alltid icke-metaller som bildar molekylföreningar med kovalent bindning eftersom de inte inte klarar av att ta elektroner från någon annan icke-metall. För att få fullt yttre elektronskal kan det behövas att de delar på ett, två eller tre elektronpar.

    © Jonas Arvidsson, 2015

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    H . .H H

    H ... .C

    . .

    Kol är speciellt Kol har fyra valenslektroner

    5

    109°

    Kol är mycket speciellt. De fyra valenselektronerna gör att att kolatomen kan binda fyra andra atomer. Dessa kan vara atomer som behöver en ytterligare elektron, inklusive andra kolatomer.

    Metallbindning Extrem form av kovalent bindning

    En eller flera valenselektroner per atom rör sig nästan fritt i hela metallbiten

    Antal elektroner varierar och avgör metallens egenskaper

    Legering förändrar egenskaperna

    Stål (Fe + C, Ni, Cr, V, Mo…) Mässing (65% Cu, 35% Zn) Brons (ca 80% Cu, 20% Sn)

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    © Jonas Arvidsson, 2015

    2+ 2+ 2+ 2+2+ 2+

    2+ 2+ 2+ 2+2+ 2+

    2+ 2+ 2+ 2+2+ 2+

    2+ 2+ 2+ 2+2+ 2+

    2+ 2+ 2+ 2+2+ 2+

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e– e–e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e– e–

    e–

    e– e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e–

    e– e–

    6

    Metaller har en mycket speciell form av kovalent bindning. I metallbiten rör sig valenselektronerna nästan fritt, vilket innebär att alla de ingående metallatomerna delar på alla valenselektronerna. Atomkärnorna ordnas i ett regelbundet mönster som gör att metallen är formbar. Så fort man blandar i någon annan metall (legerar) ändras egenskaperna eftersom det nu inte råder en lika ordnad struktur för atomkärnorna – legeringen blir hårdare.

  • Sammansatta joner

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    © Jonas Arvidsson, 2015

    NO3–

    N ..

    ... O ..

    : :

    O..: :O..

    : :

    .

    SO42– CO32–

    :S: .. .. C

    .. ..

    O ..

    : :

    O..: :O..

    : :

    .. O ..

    : :

    :O:.. :O .. .. O:

    ..

    ..

    Hur får kväve i nitratjonen och kol i karbonatjonen sina 8 elektroner?

    7

    I formelsamlingen finns en tabell över joner, inklusive sammansatta joner. Dessa visar också ett specialfall av kovalent bildning. Elektronerna har här inte räckt till för att alla de ingående atomerna skall få fullt elektronskal, utan de har ”stulit” en eller flera elektroner från en metall för att bli nöjda. För att se hur det har gått till, är det enklast att skriva ut alla de ingående valenselektronerna med prickar som i bilden. Vi ser då att för sulfatjonen fattas det två elektroner för att svavel och de fyra syreatomerna alla skall få ta del av åtta elektroner. För nitrat och karbonatjonerna är det lite knepigare. I bilden ser du att kväve respektive kol bara ser ut att ha tillgång till 6 elektroner. Detta löses genom en dubbelbindning. Det går inte att säga till vilket syre denna dubbelbindning finns, utan den roterar runt i jonen. Ingressbilden på hemsida för detta avsnitt visar hur man tänker att det ser ut.

    © Jonas Arvidsson, 2015

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    Jämförelse

    8

    Föreningar med jonbindning Föreningar med kovalent bindning

    Jonbindning finns i den typ av föreningar man kallar jonföreningar, t.ex. NaCl, MgI2, AlBr3, AgNO3

    Kovalent bindning finns dels i vissa grundämnen, t.ex. H2, O2, N2, Cl2, dels i molekylföreningar såsom H2O, CO, CH4.

    Även i sammansatta joner, t.ex NO3–, NH4+

    Jonbindningar är starka bindningar I molekylerna binds atomerna med starka kovalenta bindningar. Mellan molekylerna finns (oftast) endast

    svaga attraktionskrafter.

    Jonföreningar bildas när en metall reagerar med en icke-metall

    Molekylföreningar bildas när två icke-metaller reagerar med varandra

    Ämnena består av joner och bildar jonkristaller Ämnena är uppbyggda av små avgränsade enheter

    Leder ström i smält form och i vattenlösning, men inte i fast form Leder inte elektrisk ström

    Fasta ämnen vid rumstemperatur. Höga smält- och kokpunkter

    Oftast låga smält- och kokpunkter. Många är gaser vid rumstemperatur

    Denna sammanfattning visar de viktigaste skillnaderna mellan jonföreningar (jonbindning) och molekylföreningar (kovalent bindning).

    © Jonas Arvidsson, 2015

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    .

    9

    F 4,0O

    3,5N 3,0

    Cl 3,0

    C 2,5B

    2,0

    Br 2,8

    I 2,5

    S 2,5

    Se 2,4

    Te 2,1

    At 2,2

    Po 2,0

    P 2,1

    As 2,0

    Si 1,8

    Ge 1,8

    Sb 1,9

    Sn 1,8

    Bi 1,9

    Pb 1,9

    Al 1,5

    Ge 1,6

    In 1,7

    Tl 1,8

    Zn 1,6

    Cd 1,7 Hg 1,9

    Cu 1,9

    Ag 1,9 Au 2,4

    Ni 1,9 Pd 2,2

    Pt 2,2

    Co 1,9 Rh 2,2

    Ir 2,2

    Fe 1,8 Ru 2,2

    Os 2,2

    Mn 1,5 Tc 1,9

    Re 1,9

    Cr 1,6 Mo 1,8

    W 1,7

    U 1,4

    V 1,6

    Nb 1,6

    Ta 1,5

    Pa 1,4

    Ti 1,5

    Zr 1,4

    Hf 1,3

    Th 1,3

    Sc 1,3

    Y 1,2

    Ac 1,1

    Be 1,5

    Mg 1,2

    Ca 1,0

    Sr 1,0

    Ba 0,9

    Ra 0,9

    Li 1,0

    Na 0,9

    K 0,8

    Rb 0,8

    Cs 0,7

    Fr 0,7

    H 2,1

    Elektronegativitet är ett mått på hur starkt de olika atomerna i en

    molekyl attraherar elektroner.

    s 76

    Beroende på hur atomen ser ut, främst beroende på antal valenselektroner och antal skal, är de olika bra på att dra åt sig elektroner. Bäst är fluor (hög siffra), sämst är alkalimetallerna (de lämnar ju hellre ifrån sig en elektron). En variant av denna tabell har du i din formelsamling. När du tittar på värdena inser du att jonföreningar har stor skillnad.

  • Polära bindningar

    Litterarum radices amarae, fru

    ctu s d

    ul ce

    s

    © Jonas Arvidsson, 2