Kemi A/Introduktion

Materia

Materia

Blandningar

$\Leftrightarrow$

Rena ämnen

Homogena blandningar

Heterogena blandningar

Kemiska föreningar

$\Leftrightarrow$

Grundämnen

Jonföreningar

Molekylföreningar

Metaller

Halvmetaller

Ickemetaller

Allt i universum som är uppbyggt av atomer kallas för materia. Materian är antingen ett rent ämne eller en blandning av rena ämnen. Typiskt för de rena ämnena är att de övergår från en aggregationsform till en annan vid bestämda temperaturer. Blandningar gör sådan övergångar vid olika temperaturer beroende på hur mycket av olika rena ämnen som ingår i blandningen. Rena ämnen kan skrivas som en kemisk formel medan blandningar måste skrivas som en summa av rena ämnen. Blandningar, å andra sidan, kan alltid delas upp i rena ämnen genom en fysikalisk process. För att dela upp ett rent ämne krävs en kemisk reaktion.

Man skiljer på två sorters blandningar: Homogena blandningar där de rena ämnena inte kan urskilas med blotta ögat och heterogena blandningar där de olika rena ämnen kan urskiljas.

De rena ämnena delas upp i två grupper: Kemiska föreningar där flera olika atomer bildar molekyler och grundämnen som består av molekyler som uteslutande innehåller identiska atomer.

De kemiska föreningarna delas i sin tur upp i två grupper: Jonföreningar som vanligen är en kombination av en metall och en ickemetall och som innehåller laddade atomer, s.k. joner, och molekylföreningar som vanligen består av enbart ickemetaller och där atomerna delar elektroner med varandra.

Grundämnena kan delas upp i tre grupper: Metaller som leder ström och värme bra och har en glänsande yta; ickemetaller som saknar metallernas egenskaper och ofta, i rumstemperatur återfinns som gas eller vätska; och halvmetallerna som är en liten grupp ämnen som har några av metallernas egenskaper men saknar andra.

Exempel 1
Jod i fast form upphettas. När temperaturen ökar övergår ämnet direkt till jod gasform, s.k. sublimering. Detta är alltså ett exempel på när ett ämne övergår från en aggregationform till en annan.
I (s) + värme -> I (g)
Exempel 2
Magnesium i fast form upphettas ett ögonblick. En vit låga uppstår och fortsätter även efter det att värmen har avlägsnats. När den vita lågan dött ut har magnesiumet tillsammans med syret i luften bildat magnesiumoxid. Detta är ett exempel på en kemisk reaktion. Den vita lågan tyder på att reaktionen leder till att energi frigörs.
2 Mg (s) + O_2 -> 2 MgO (s) + energi

Grundämnena förekommer nästan bara i bunden form i naturen. Undantagen är, å ena sidan, de grundämnen som reagerar trögt med andra ämnen och, å andra sidan, de ämnen som reagera mycket lätt med andra ämnen.

Bland de ämnen som inte vill reagera märks framför allt de s.k. ädla ämnena: Ädelmetallerna silver, guld och platina i mitten av det periodiska systemet samt ädelgaserna helium, neon, argon, krypton, xenon och radon längst till ut till höger i det periodiska systemet.

Grundämnen som syre och kväve är visserligen mycket benägna att reagera med andra ämnen men gör detta i sådan omfattning att de också frigörs kontinuerligt. Syre t.ex. förbrukas i stora mängder då djur och människor andas men återskapas också i samma takt av växternas fotosyntes.

Mycket vanligare är att grundämnena är bundna till varandra i någon form. Natrium och klor förekommer t.ex. inte alls i fri form eftersom natrium reagerar mycket lätt med vatten, och klor reagerar med det mesta. Däremot är den kemiska förening de bildar, natriumklorid, stabilt och mycket vanligt i naturen.

Aggregationstillstånd

Detta ska bli en illustration...

Gas - (g) Sublimering Sublimering Flytande - (l) Ångbildning / kokning Kondensation Fast - (s) Smältning Stelning

All materia intar alltid någon av de tre aggregationsformerna fast, flytande eller gas. Om man ändrar på temperaturen eller trycket kan materian övergå från en aggregationsform till en annan. En sådan övergång kallas en fysikalisk förändring.