Atomer og det periodiske system

Alt består af atomer

Dig selv, bordet og luften består af atomer. De er så små, at der ligger ca. en trillion (10¹⁸) i et saltkorn. Et atom er ca. en ti-milliardtedel meter bredt. Et atom er bygget op af tre slags partikler:

Protoner og neutroner sidder tæt sammen i en lille kerne. Kernen er meget lille, men næsten hele atomets masse sidder dér. Elektronerne er meget lettere (en proton vejer ca. 1.800 gange så meget som en elektron) og svirrer rundt i skaller uden om kernen. Et atom er neutralt, når det har lige mange protoner og elektroner.

Atomnummer og massetal

Atomnummeret er antallet af protoner. Det bestemmer, hvilket grundstof atomet er. Alle atomer med 6 protoner er kulstof, og alle med 79 er guld. Massetallet er antallet af protoner plus neutroner.

Elektronskaller

Elektronerne sidder i skaller i stigende afstand fra kernen. Man fylder indefra og ud. For de første 20 grundstoffer regner vi med: 1. skal rummer højst 2 elektroner, 2. skal højst 8, og 3. skal højst 8. Først derefter begynder 4. skal.

Natrium har 11 elektroner: 2 + 8 + 1. Det skrives 2, 8, 1. Den yderste skal er afgørende for, hvordan stoffet reagerer. Atomer vil gerne have en fuld yderste skal. Det er derfor, helium (2) og neon (2, 8) næsten ikke reagerer med noget.

Isotoper

Atomer af samme grundstof har altid samme antal protoner, men antallet af neutroner kan være forskelligt. Det kaldes isotoper. Kulstof-12 har 6 protoner og 6 neutroner. Kulstof-14 har 6 protoner og 8 neutroner. Begge er kulstof, for begge har 6 protoner. Tallet efter bindestregen er massetallet.

Grundstof, kemisk forbindelse og blanding

• Grundstof: kun én slags atomer. Fx jern (Fe), guld (Au), ilt (O₂).
• Kemisk forbindelse: forskellige atomer, der er bundet sammen i et fast forhold, og som har helt nye egenskaber. Fx vand (H₂O), kuldioxid (CO₂) og bordsalt (NaCl). Kan kun adskilles med en kemisk reaktion.
• Blanding: flere stoffer, der bare er blandet sammen, ikke bundet. Fx luft, saltvand og sodavand. Kan adskilles med fysiske metoder som filtrering, inddampning eller destillation.

Fælden: luft er ikke et grundstof. Luft er en blanding af ca. 78 % nitrogen, ca. 21 % ilt og lidt andet. Og vand er ikke "to grundstoffer blandet", men en forbindelse. Et molekyle er atomer, der hænger sammen, fx O₂ eller H₂O.

Det periodiske system

Grundstofferne er sorteret efter atomnummer i en tabel. De vandrette rækker kaldes perioder, og de lodrette søjler kaldes grupper. Her er de første 20:

• Periode = antal elektronskaller. Natrium står i periode 3 og har 3 skaller.
• Gruppe (1, 2 og 13 til 18) giver antal elektroner i yderste skal: gruppe 1 har 1, gruppe 17 har 7 (gruppe 18 har 8, helium dog 2). Grundstoffer i samme gruppe ligner hinanden.
• Metaller står til venstre og i midten. Ikke-metaller står til højre.
• Gruppe 1 (uden brint): alkalimetaller (Li, Na, K). Bløde, reagerer voldsomt med vand.
• Gruppe 17: halogener (F, Cl, Br, I). Reagerer let.
• Gruppe 18: ædelgasser (He, Ne, Ar). Næsten ingen reaktioner, fordi yderste skal er fuld.

Mellem gruppe 2 og gruppe 13 sidder overgangsmetallerne (fx Fe, Cu, Zn, Ag, Au). De er ikke med i tegningen.

Kemiske tegn

Hvert grundstof har et kort tegn på ét eller to bogstaver. Første bogstav er stort, andet lille. Nogle kommer fra latin: Na (natrium), K (kalium), Fe (ferrum, jern), Cu (cuprum, kobber), Ag (argentum, sølv), Au (aurum, guld), Pb (plumbum, bly) og Hg (hydrargyrum, kviksølv).

De klassiske fælder

• Atomnummer og massetal byttet om. Atomnummer = protoner. Massetal = protoner + neutroner.
• Elektroner i kernen. Nej: kernen har protoner og neutroner. Elektroner sidder uden for.
• Isotoper med forskelligt antal protoner. Nej: isotoper har samme antal protoner og forskelligt antal neutroner.
• Luft og vand som grundstoffer. Luft er en blanding. Vand er en forbindelse.
• Periode og gruppe forvekslet. Periode er rækken (vandret), gruppe er søjlen (lodret).

Huskeliste

• Proton +, neutron 0, elektron −. Kernen = protoner + neutroner.
• Atomnummer = protoner = elektroner (neutral). Neutroner = massetal − atomnummer.
• Skaller: 2, 8, 8. Periode = antal skaller. Gruppe = antal yderste elektroner.
• Isotoper: samme protoner, forskellige neutroner.
• Grundstof: én slags atomer. Forbindelse: bundet. Blanding: ikke bundet.
• Alkalimetaller: gruppe 1. Halogener: gruppe 17. Ædelgasser: gruppe 18.

Vælg niveau

Fem rigtige i træk, så er niveauet klaret.