KEMIA 1-2

KEMIAN 1 KAIKKI KORTIT

Atomi

Atomi on rakennuspalikka, josta aine muodostuu. Atomi koostuu tietystä määrästä protoneita, neutroneita ja elektroneja. ESIM , proteiinit hiilihydraatit ja rasvat.

Molekyyli

Se on kahden tai useamman kovalenttisesti toisiinsa sitoutuneet atomin muodostuma rakenne. Esim vesi etanoli ja metaani.

Alkuaine

se koostu keskenään samanlaisista atomeista, atomit on saman alkuaineen atomeja jos niiden ytimissä on sama määrä protoneja.

suolat

Kemiassa suolalla tarkoitetaan yhdistettä, jossa on ionisidoksia. Suola koostuu kationeista eli positiivisista ioneista ja anioneista eli negatiivisista ioneista. Niiden välillä on vahvoja ionisidoksia.

HAVAINTOJEN TEKEMINEN

• Olomuodonmuutokseen

• Värin vaihtumiseen

• Lämpötilan muutokseen

• Aineen saostumiseen

• Kaasun muodostumiseen

yksikön muunnosket

Olomuotojen muutokset

endoterminen ja eksoterminen olomuodon muutokset

Olomuodon muutos	Muutos	Endo-/eksoterminen
Sulaminen	kiinteä → neste	Endoterminen
Höyrystyminen	neste → kaasu	Endoterminen
Sublimoituminen	kiinteä → kaasu	Endoterminen
Jähmettyminen	neste → kiinteä	Eksoterminen
Tiivistyminen	kaasu → neste	Eksoterminen
Härmistyminen	kaasu → kiinteä	Eksoterminen

isotoopit

ovat saman alkuaineen erimassaisia atomeja. Niissä on sama määrä protoneja, mutta eri määrä neutroneja.

Järjestysluku massaluku

kertoo, kuinka monta protonia atomissa on. Massaluku kertoo, kuinka monta protonia ja neutronia on yhteensä atomin ytimessä.

ALUMIININ ELEKTRONIRAKENNE

BOHRIN ATOMIMALLI

mahtuu max 18 elektroneja , 1,2,3,4 tai K L M N , 2,8 JNE

ELEKTRONIN VIRITTYMINEN

elektroni absorboi energiaa ja siirtyy korkeammalle energiatilalle , VOIDAAN TEHÄ SÄHKÖL VALOL tai lämmöl, se atomi emittöi eli säteilee absormoinsa energia viritystilassa esim väreinä

Jaksot

ovat taulukon vaakarivejä Samassa jaksossa alkuaineilla on yhtä

monta elektronikuorta

Ryhmät

ovat taulukon pystysarakkeita, Samassa pääryhmässä alkuaineilla on yhtä

monta elektronia uloimmalla kuorella

Ryhmä 1

alkalimetallit , •Muodostavat veden kanssa reagoidessaan alkalisia (emäksisiä)

yhdisteitä

Ryhmä 2

maa-alkalimetallit Muodostavat alkalimetallien tapaan emäksisiä vesiliuoksia

Ryhmä 17

halogeenit

•Reagoivat helposti metallien kanssa

•Muodostavat metallien kanssa suoloja

Ryhmä 18

jalokaasut

• Eivät juurikaan reagoi muiden alkuaineiden kanssa

•Eivät tavallisesti muodosta yhdisteitä

Metallit

•helposti muokattavia

•kiiltäviä

•johtavat sähköä ja lämpöä

•Kiinteitä huoneenlämmössä (paitsi Hg)

Epämetallit

•Sähkö- ja lämpöeristeitä

•Usein kaasumaisia (esim. happi, typpi ja

kaikki jalokaasut

• Kiinteät epämetallit ovat hauraita (esim.

hiili ja rikki)

Puolimetallit

•Metallien ja epämetallien ominaisuuksia

•Esim. Pii johtaa sähköä vain tietyissä

olosuhteissa

OKTETTISÄÄNTÖ

Alkuaineilla on taipumus pyrkiä tilaan, jossa niillä on 8 ulkoelektronia (oktetti)

1. Luovuttamalla elektroneja

2. Vastaanottamalla elektroneja

3. Jakamalla elektroneja toisen atomin kanssa

Vahvat sidokset

ionisidos, kovalenttinen sidos , metallisidos

heikot sidokset

ioni-dipoli sidos, vetysidos, dipolidipoli sidos, dispersio voima

elektronegatiivisuus

Ero < 1,7 → kovalenttinen sidos

Ero > 1,7 → ionisidos

IONI

Ioni muodostuu, kun atomi luovuttaatai vastaanottaa elektroneja saavuttaakseen oktetin

• Kationi (+ varaus) muodostuu, kun atomi luovuttaa elektroneja

• Anioni (− varaus) muodostuu, kun atomi vastaanottaa elektroneja

IONIYHDISTEIDEN ELI SUOLA MUODOSTUMINEN

→Epämetalli vetää metallien ulkoelektronit itselleen

• Ioniyhdisteen (suola) varaus on aina

  neutraali, eli ioneita voidaan tarvita

  eri määrä

Suolan kaavassa ilmoitetaan ensin kationi + ja sitten anioni -

ioniyhdisteet esimerkkit

IONIYHDISTEIDEN OMINAISUUKSIA

• korkea sulamispiste →vahvan sähköisen vuorovaikutuksen

  katkeaminen vaatii energiaa

• Ioniyhdisteet johtavat hyvin sähköä

  nesteinä (l) ja vesiliuoksina (aq) → varaukselliset ionit pääsevät

  liikkumaan vapaasti

atomin koko

pienenee vasemmalta oikealle

kasvaa ylhäältä alas menneessä

Minkälaisia suoloja seuraavat atomit muodostavat yhdessä? Kirjoita suolan kaava. Osaatko nimetä suolan?

a) natrium ja kloori

b) kalsium ja happi

c) alumiini ja happi

d) magnesium ja bromi

e) barium ja jodi

a) Kaava: NaCl natriumkloridi (ruokasuola)
b)Kaava: CaO kalsiumoksidi
c) Kaava: Al2O3 alumiinioksidi
d) MgBr2 Nimi: magnesiumbromidi
e) Barium ja jodi BaI2 bariumjodidi

moniatomisen sidokset

Na₂CO₃

• CO₃²⁻-ionin sisällä → kovalenttiset sidokset

• Na⁺-ionien ja CO₃²⁻-ionin välillä → ionisidos

Tutustu moniatomisiin ioneihin ja niiden muodostamiin suoloihin. Kirjoita seuraavien suolojen kaavat:

a) natriumsulfaatti

b) kalsiumkarbonaatti

c) litiumfosfaatti

d) kaliumnitraatti

e) ammoniumnitraatti

f) ammoniumfosfaatti.

a) Na₂SO₄, natriumioneja Na⁺ tarvitaan kaksi yhtä sulfaatti-ionia SO₄²⁻ kohti.

b) CaCO₃

c) Li₃PO₄

d) KNO₃

e) NH₄NO₃

f) (NH₄)₃PO₄

yleisimmät moniatomiset ionit

Ioni	Nimi	Varaus
OH⁻	hydroksidi	−1
NO₃⁻	nitraatti	−1
CO₃²⁻	karbonaatti	−2
SO₄²⁻	sulfaatti	−2
PO₄³⁻	fosfaatti	−3
NH₄⁺	ammonium	+1

negatiiviset Yksiatomiset negatiiviset ionit

• F⁻ → fluoridi

• Cl⁻ → kloridi

• O²⁻ → oksidi

• S²⁻ → sulfidi

Kaava	Nimi
F	fluori
F⁻	fluoridi-ioni
O	happi
O²⁻	oksidi-ioni

Yksiatomisia positiivisia ioneja

• Na⁺ = natriumioni

• K⁺ = kaliumioni

• Li⁺ = litiumioni

• Mg²⁺ = magnesiumioni

• Ca²⁺ = kalsiumioni

• Al³⁺ = alumiini-ioni

Moniatomisia positiivisia ioneja

Kaava	Nimi	Varaus
NH₄⁺	ammoniumioni	+1
H₃O⁺	oksoniumioni (hydroniumioni)	+1
Hg₂²⁺	elohopea(I)-ioni	+2

Metallisidos

on säköinen vetovoima positiivisen metallikatioijen ja negatiivisten elektronien välillä. Metallisidoksessa metalliatomit luovuttavat ulkoelektronejaan yhteiseen käyttöön → ympäröi metallikationeja ja muodostuu metallihila.

metallien ominaisudeet

Kovalenttinen sidos

Kovalenttisessa sidoksessa epämetallia atomit jakavat yhden tai useamman ulkoelektronin.

→ Näin muodostuneita yhdisteitä sanotaan molekyyleiksi

Kaksois- ja kolmoissidokset ovat vahvempia kuin yksinkertainen sidos

molekyylien ominaisuudet

erilaiset ominaisuudet ja vaihtelevia, koksa niitä on eri olomuotoja kuten kaasu, neste kiinteä.

Molekyylit liukenevat veteen kokonaisina yhdisteinä → ei ioneina

ominaisuudet riippu vetovoimista eikä vahvoista sidoksista

vahvat sidokset on molekyylin sisällä olevat sidokset ja vetoivoimat on biiden molekyylien väliset sidokset

miten sokeri molekyyli vedessä liukenee

Sokerimolekyylit ovat hiilihydraatteja, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta.

Sokeri palassa on miljoonia sokerimolekyylejä, vedessä nämä sokerimolekyylien väliset sidokset katkeavat ja ne erottuvat toisistaan, ne leviävät tasaisesti sinne vesimolekyylien sekaan.

mut se itse sokerimolekyyli ei erkaantu itse pienemmäks varalliseksi hiukkasiksi.

→ näin se ei johda sähköä

miten ruokasuola näkyy vedessä

ruokasuola koostu Na+ joka on positiivinen ja Cl- joka on negatiivinen , vedessä suola ei pysy suolamolekyylinä vaan se hajoaa Na+ ja Cl- näin liuoksella on varaus ja voi johtaa sähköä koska liuoksessa on varaudellisia hiukkasia.

puhdas aine

se koostu vain yhdenlaisist rakennneosist

→ esim hiili , siin on vaan hiiliatomei

→ sakkaroosi (sokeri) siin on vaan samoi sokerimolekyyli

→ natriumkloridi eli ruoka suola, koostu samoist alkuainiest, vaikka on eri alkuaineit se on puhdas aine.

seos

koostu kahdesta tai useammast puhdas aineest

homogeeninen→ aineet sekoittuneet täudellisesti mikroskopin tasol silmäl ei voi erotella, yksi faasi

heterogeeninen → aineet voi erotella paljalla silmällä, monta faasia

liuoksen kaava

Liuos koostuu liuottimesta ja liuenneesta aineesta.

Liuos	Liuotin (Eniten)	Liuennut aine (Vähemmän)
1. Urheilujuoma / Hartwall Novelle	Vesi (neste)	Suolat ja aromit (kiinteä/neste)
2. Kahvi tai tee	Vesi (neste)	Kahvipavun/teenlehden aromiaineet
3. Desinfiointiaine (Käsidesi)	Alkoholi (neste)	Vesi ja glyseroli (nesteet)
4. Hiilihapollinen vesi	Vesi (neste)	Hiilidioksidikaasu (kaasu)
5. Ilma, jota hengität	Typpi ($N_2$, kaasu ~78 %)	Happi ($O_2$, kaasu ~21 %) ja muut kaasut

pari metalli muodostaa seoksen niin se on

lejeerinki, näitä eri yhdisteitä tehdään, koska puhtaat metallit ovat liian pehmeitä , ne ruostuu ja kuluu nopeasti, jos me sekoitetaan kahta eri metallia me saadan parempia ominaisuuksia.

→ vahvempaa

→ei ruostu

→ korkeampaa sulamispiste

heterogeenine seos

eri aineiden rajat voidaan erottaa silmin tai mikroskoopilla. kahdesta tai useammast faasist

sitä on kahta muotoa

dispersio→ ne faasirajat voi nähdä mikroskoopilla

kolloidi→ dispersio jossa yhde aineen kappale koko on alle 0.1 mm

Suodatus

Suodattamalla erotetaan kiinteä aine nesteestä, se seos kaadetaan suodatin paperilla suodatinsuppiloon,

.→ neste menee astiaan ja kiinteä aine jää suodatin paperiin

Sentrifugointi

Kun koeputkea pyöritetään koneessa hurjaa vauhtia ympäri, kaikki painavammat hiukkaset paiskautuvat ja painuvat putken pohjalle.

Hihdutus

Lämmön kanssa, saadan se nestemmäinen aine liuotin höyryksi ja sit se kiinteä aine jää maljaan.

haihtuvan nesteestä poistetaan liuennut aine.

sublimointi

• Astiassa on kahta kiinteää ainetta sekaisin. Laitetta lämmitetään kaasupolttimella.

• Vain toinen aineista sublimoituu eli muuttuu kuumetessaan suoraan kaasuksi. Toinen aine jää pohjalle.

• Tämä kaasu nousee ylös ja osuu ylhäällä olevaan kylmään pintaan.

• Kylmässä kaasu muuttuu heti takaisin kiinteäksi (eli härmistyy) ja tarttuu siihen pintaan puhtaana aineena.

Uuutto

tislaus

• voidaan erottaa nestemmäiset aineet toisistaan

• Tässä kohdassa nesteet erotetaan toisistaan niiden kiehumispiste-erojen perusteella

• kuumennus (1 & 2): Nesteseos laitetaan pyöreään tislauskolviin ja sitä aletaan lämmittää.

• Höyrystyminen (3 & 4): Se neste, joka kiehuu helpommin (matalampi kiehumispiste), muuttuu kaasuksi eli höyrystyy. Höyry nousee ylös tislauskolonnia pitkin. Lämpömittari näyttää, minkä lämpöistä höyry on.

• Jäähdytys (5, 6 & 7): Kuuma höyry ohjataan vinoon putkeen, eli jäähdyttimeen. Jäähdyttimen ympärillä virtaa jatkuvasti kylmää vettä (vesi sisään numerosta 6 ja ulos numerosta 7). Tämä kylmyys pakottaa kuuman höyryn muuttumaan takaisin nesteeksi (tiivistymään).

• Talteenotto (9): Puhtaat nestepisarat valuvat jäähdyttimestä alla olevaan astiaan. Tätä valmista, puhdistettua nestettä kutsutaan nimellä tisle.

ohutlevykromatografia

Seoksen aineet jaetaan näiden kahden faasin välillä.

Jos aine tykkää paikallaan pysyvästä faasista (levystä), se jää alas.

Jos se taas tykkää liikkuvasta faasista (nesteestä), se matkustaa nesteen mukana ylös asti.

massaprosentti

tilavuus prosentti

tiheys

ainemäärä massa ja moolimassa

konsentraatio

Konsentraatio c (mol/l tai mol/dm3)

konsentraation avulla voidaan myös selvittää liuenneen aineen ainemäärä

rakennekaava

näyttää miten atomit ovat aineissa sitoutuneet toisiinsa

molekyylikaava

kertoo eri alkuaineiden todelliset lukumäärät

→ esim C4H10O

Ioniyhdisteiden kaavat

näyttä missä suhteissa ioniyhdisteen muodostaneet ionit ovat

→ AlCl3 ,, yhtä alumiinia kohta on kolme kloridianionia

Al+ Cl-

Yksinatomiset kationien ja anionien nimeäminen

Na+ natriumioni, Mg2+ magnesiumioni

Cl- kloridi, Oksidi O2- . anionit -idi pääte

ioniyhdisteiden nimeäminen

ensin + kationi sitten - anioni

kirjoitetaan aina niin että varausken summa on 0

Moniatomsiet ionit nimeäminen

→ vähemmäst elektro negatiivisesta isompaan

→ vika saa idi pääten-

jos on enemmä ku 1 kirjoita

1. mono

2. di

3. tri

4. tetra

5. penta

Poolinen

elektronegatiivisuus ero = 0 pooliton

elektronegatiivisuus ero > 0 poolinen

Vesi on poolinen miksi ?

Happi on elektronegatiivisempi ja sen takia se vetää sen H-O sidosken elektronit puoleensa

→ hapelle syntyy + osittain varaus

→ vedylle syntyy - osittain varaus

sidokset ovat poolisia sidoksia koska elekteonegatiivisuus ero on enbemmän kuin 0,1

Pooliton

molekyyli ei sisällä poolisia sidoksia tai molekyylin muoto kumoaa poolsiten sidosten osittaisvarausta

→ hiilivedyt ovat poolittomia , voi ola jotain muut akiinni joka on poolinen

poolinen

vähintään yksi poolinen sidos, ja sen molekyylin muoto ei kumoa osittaiasvarauksia

heikko sidos

molekyylien välillä vaikuttava sähköinen vetovoima

dispersiovoima

heikon molekyylien välinen sidos , muodostuu ku elektronit päätyvät samaan paikkaan

→ poolittomilla molekyyleillä on vaan tätä

→ kaikilla molekyylien välillä on tätä voimaa

dipoli dipoli siokset

poolisten molekyylien välistä sidosta, syntyy + ja - osittaisvarauksein vetovoimasta

voi olla pooliton ja poolinen osa ,

→ heikommat ku vetysidokset

vetysidos

poolsiten molekyylien välillä

→vetyatomin pitää olla kiinni F, O tai N atomiin kiinni

→ happi voi tehdä kaksi vetysidosta koska sil on 2 vapaata elektroni paria

ioni dipoli sidos

tapahtuu ionien (varaukselline) ja poolisen molekkylin välillä