jonföreningar och jonbindningar - del...
TRANSCRIPT
Niklas Dahrén
Jonföreningar och jonbindningar – del 2
InnehållDel1:o Introduktiontilljonföreningarochjonbindningar.o Jämförelsemellanjonföreningarochmolekylföreningar.o Hurjonföreningaräruppbyggda(kristallstruktur).o Jonbindning.o Huratomernasradiepåverkasvidjonisering.o Joniseringsenergi.
Del2:o Atomjonernasnamno Namngivningavolikajonföreningar.o Hurmanskriverdenkemiskabeteckningen/formelnförolikajonföreningar.o Sammansattajoner.o Jonföreningarnasegenskaper.o Hurjonföreningarbildas/framställs.o Löslighetivatten.o Utfällningar/fällningar.
Atomjonernas namnü Atomjoner:Jonersombildasavenendaatomkallasatomjoner.ü Namnpåpositivtladdadeatomjoner:Dessaharsammanamnsomrespektivegrundämnefastmedtillägget-jon
påslutet.ü Namnpånegativtladdadeatomjoner:Dessaharalltidtillägget-idframför-jon,ochnamnetäroftakoppladtill
respektivegrundämnesvetenskapliganamn.
GRUPP1 GRUPP2 GRUPP13 GRUPP14 GRUPP 15 GRUPP16 GRUPP 17
H+ vätejonH- hydridjon
Be2+berylliumjon
N3-
nitridjonO2-
oxidjonF-fluoridjon
Li+litiumjon
Mg2+magnesiumjon
Al3+aluminiumjon
S2-sulfidjon
Cl-kloridjon
Na+natriumjon
Ca2+kalciumjon
Ga3+galliumjon
Br-bromidjon
K+kaliumjon
Sr2+strontiumjon
I-jodidjon
Rb+rubidiumjon
Ba2+bariumjon
Namngivning av olika jonföreningar (salter)
ü Exempel:Namngedetsaltsombildasavkloridjonerochmagnesiumjoner1. Tabortändelsen”-jon”fråndebådajonerna;klorid ochmagnesium.2. Skrivdenpositivajonenförstochdennegativajonensist;magnesiumklorid.
ü Exempel:Namngedenjonföreningsombildasnärkalciumreagerarmedfluorgas.1. Läggtilländelsen”-id”pådetämnesomkommerbildadennegativajonen;fluorid.2. Skrivdenpositivajonenförstochdennegativajonensist;kalciumfluorid.
Skriva kemiska beteckningar (formler) för olika jonföreningar
+ -+-
++
--+--
+ +-+ -
+-
ü Nettoladdningenienjonföreningskaalltidvaranoll!Omdetärförmycketpositivladdningjämförtmednegativladdning(ellertvärtom)kommerjonföreningen(saltkristallen)attsprickasöndereftersomdetuppstårrepelleringmellanlikadanaladdningar.
Antaletpositivaladdningarmåstevaralikamångasomantaletnegativaladdningarannarskommersaltkristallenattgåsönder!
Kemisk beteckning på olika salter
ü Exempel:Hurskrivermannatriumklorid?1. Natriumkloridbeståravjonerna:Na+ ochCl-
2. Antaletpositivaochnegativaladdningarskavaralikaienjonförening.IdethärfalletskaalltsåförhållandetmellanantaletNa+ ochCl- vara1:1.
3. Manskullekunnaskrivasåhär:Na+Cl-
4. Oftastskrivermandocksåhär:NaCl
ü Exempel:Hurskrivermanmagnesiumklorid?1. Magnesiumkloridbeståravmagnesiumjoner(Mg2+)ochkloridjoner(Cl-).2. FörhållandetmellanMg2+ ochCl- skadärförvara1:2förattnettoladdningenijonföreningenskabli0.3. Oftastskrivermansåhär:MgCl2
Formeln ”NaCl” beskriver enbart förhållandet mellan antalet Na och Cl och inte det totala antalet
Bildkälla:ByBruceBlaus (Own work)[CCBY3.0(http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)],viaWikimedia Commons
ü Ivanligtbordssalt(natriumklorid)ärvarjepositivnatriumjon omgivenavsexnegativakloridjoner ochtvärtom.Ettlitetsaltkornkaninnehållaomkring1020 joneriettsådantkristallmönster.
ü Saltkristalleräralltidelektrisktneutralavilketinnebärattdetfinnslikamycketpositivsomnegativladdning.Omdetskullevarameravenvisstypavladdning(t.ex.mernegativladdningänpositiv)såskullekristallstrukturensprickasönderp.g.a.attlikaladdningarrepellerarvarandra.
ü NaCl ärdenkemiskabeteckningenpåvanligtsalt:Natriumjonerharladdningen+1ochkloridjonerharladdningen-1vilketinnebärattdetisaltetnatriumkloridfinnslikamånganatrium- ochkloridjoner.Förhållandetmellandessaärdärför1:1ochdäravblirformeln;NaCl.NaCl betyderalltsåinteattdetenbartfinns1natriumjonoch1kloridjon utandetinnebärattdetfinnslikamångaavdessa.
Uppgift 1: Skriv den kemiska beteckningen på följande salter:
a) Magnesiumfluoridb) Kalciumklorid c) Natriumoxid
d) Magnesiumnitrid
Svar: a)MgF2 b)CaCl2 c)Na2O d)Mg3N2
Mg2+ Ca2+
F-
F-
Cl-
+2 -20 0
+2 -2
Cl-
Na+
Na+
O2-
+2 -20
Mg2+
Mg2+
Mg2+
0+6 -6
N3-
N3-
Uppgift 2: Avgör vilken formel som är felaktig:
a) Cs2Sb) RaCl2c) Ga2O3
d) Sr2N3
Svar:
Alternativdärfelaktigt.
Detskavaraladdningsbalansisaltet(likamångapositivaochnegativaladdningar).Srtillhörgrupp2ochbildardärförjonermedladdningen2+.Ntillhörgrupp15ochbildardärförjonermedladdningen3-.2styckenSrgertotalt4+.3styckenNgertotalt9-.Detäralltsåinteladdningsbalans.
N3-
Sr2+
Sr2+
N3-
N3-
+4 -9
-5
Sammansatta joner
ü Sammansattajoner:Förutomatomjonerfinnsdetsammansattajoner.Dessabeståravminst2atomer.Tillsammanshardessaatomerettelektronunderskott(positivtladdade)ellerettelektronöverskott(negativtladdade).
ü Karbonatjonenärensammansattjon:Karbonatjonen,,innehållerenkolatomochtresyreatomerochtillsammansharde2elektronermeränvad1kolatomoch3syreatomerhartillsammansivanligafall.Närkarbonatjonenbildadessåtillkomalltså2elektronerutifrån(frånnågotannatämne).
ü Itabellentillhögerfinnsnamnochformlerförnågraviktigasammansattajoner.Namnpåsammansattajonermednegativladdninginnehålleroftaändelsen-id,-ateller-it.
Sammansattajoner:HydroxidjonCyanidjonSulfatjonSulfitjonNitratjonNitritjonKarbonatjonFosfatjonAmmoniumjon
-OH-CN-24SO-23SO-3NO-2NO-23CO-34PO+4NH
CO32-
Uppgift 3: Skriv formeln för det salt som består av jonerna Fe3+ och SO4
2-
Svar:
Jonernaär;Fe3+ochSO42-
Detskavaraladdningsbalansisaltet(likamångapositivaochnegativaladdningar).Omvihar2järnjoneroch3sulftatjoner såblirdet6+och6- vilketalltsåinnebärladdningsbalans.
Fe3+ Fe3+ SO42-SO4
2-SO42-
Viskriverpåföljandesätt;Fe3+2(SO42-)3 vilketkanförenklas;Fe2(SO4)3
+6 -60
Uppgift 4: a) Skriv den kemiska beteckningen för de joner som ingår i saltet
kalciumhydroxid b) Skriv den kemiska beteckningen/formeln för saltet
kalciumhydroxidSvar:
a) Ca2+ochOH- Kalciumtillhörgrupp2ochfårdärförladdningen2+ijonform.Hydroxidjonenärensammansattjonsombestårav1syreatombundentillenvätetatom,tillsammanshardeettelektronöverskottmed1elektronochdärmedladdningen1- (detfårmanlärasigutantill!).
b) Ca(OH)2 Detskavaraladdningsbalansisaltet(likamångapositivaochnegativaladdningar).Omvihar1 kalciumjon och2hydroxidjonersåblirdetladdningsbalans(nettoladdningenblirnoll).
Ca2+ OH-OH-
+2 -20
Jonföreningars (salters) egenskaper
ü Högasmält- ochkokpunkter:Jonbindningarärmycketstarkabindningarsomledertillhögasmält- ochkokpunkter.T.ex.harNaClensmältpunktpå801graderochenkokpunktpå1465grader.
ü Kanledaström:Förattströmskakunnaledasvidaremåsteladdadepartiklarförflyttas.Dessapartiklarkanantingenvaraelektronerellerjoner.Ienjonförening(salt)finnsdetjoner.Jonernamåstedockvararörligaförattkunnaledaström:
Ettsaltifastformlederej ström
Ettsaltiflytandeformlederström
Ettsaltlöstivattenlederström
ü Jonföreningar(saltkristaller)ärspröda:Detinnebärattdesprickerlätt.
Jonföreningar (saltkristaller) är spröda och spricker ganska lätt
ü Omjonernaiensaltkristallförskjutsp.g.a.yttrepåverkankommerpositivajonerhamnabredvidvarandrasamtidigtsomnegativajonerhamnarbredvidvarandra.Delikaladdningarnarepellerardåvarandraochkristallenspricker. Saltkristalleräralltsåintesärskiltformbara.
+ -+-
++
-
-+--
+ +-+
-+-1. 2. 3.
Metallkristaller är hållfasta och formbaraü Metallkristallerkanutsättasföryttrepåverkanutanattmetallkristallengårsönder.Imetallkristallenuppstår
nämligeningenrepelleringmellandepositivametalljonernanärlagrenavmetalljonerförskjutseftersomdetfinnsenmassafriaelektronermellanmetalljonernasomförhindrarattdetuppstår.Elektronernasnegativaladdninggöraattmetalljonernaintekänneravvarandraspositivaladdningar.
ü Metallernasegenskaper:§ Hållfastaochformbara§ Lederström§ Metallglans
+ + ++ +
++
+++-
-
-
--
--
--- -- - --
-- -
-
--
-- - -
- -
---- --
--
- -
-
-
-
-
-
--
--
-
-
-
-
---
---
- -
- -
--
-
-
-
---- --
---- --
- - - - - - - ---
--
--
--- -
-
- --
- ---
-
- -
-
Jonföreningar (salter) kan bildas/framställas på flera olika sätt
1. Metallreagerarmedickemetall:T.ex.kannatriumatomerienbitnatriummetallreageramedklorgassåattsaltetnatriumkloriduppkommer.Ireaktionenkommernatriumatomeravgeelektronertillkloratomerochvikommerfåettstortantalnatriumjoner(Na+)ochkloridjoner(Cl-)somgerupphovtillsaltetnatriumklorid.
2. Metallreagerarmedsyra:T.ex.kanmagnesiumatomerienbitmagnesiummetallreageramedsvavelsyra.Svavelsyraärenstarksyraochivattenlösningärsyrandärförfullständigtprotolyserad (allasvavelsyramolekylerharavgivittvåstyckenH+).Varjemagnesiumatom(lågelektronegativitet)avgerdå2valenselektronertillvätejonerna/protonerna(positivtladdade)vilketinnebärattdetbildasmagnesiumjonerochvätgas(vätejonernakanskapaenbindningmellanvarandratackvarede2elektronernaochdåuppstårenvätemolekyl).Magnesiumjonernakansedan,omvilåterlösningenindunsta(vattnetavdunstarochjonernablirkvar),slåsigsammanmedsulfatjonerna(somredanfinnsdär)ochbildasaltetmagnesiumsulfat.
Cl2 (g)+2Na(s)à 2NaCl(s)
Mg(s)+2H+ (aq) +SO42- (aq)à Mg2+(aq)+SO4
2- (aq)+H2(g)Svavelsyra Saltetmagnesiumsulfat
Jonföreningar (salter) kan bildas/framställas på flera olika sätt
3. Syrareagerarmedbas:Omviharensurlösning(ensyralöstivatten)såkanvineutraliseradengenomatttillsättaenbasisklösning(enbaslöstivatten).Detkommerdåbildasvattenochettsalt(löstajonersomefterindunstninggerupphovtillettsalt).T.ex.kanvitaensaltsyralösning(saltsyralöstivatten)ochblandadenmedennatriumhydroxidlösning(basennatriumhydroxidlöstivatten).Bådestarkasyrorochstarkabasergerupphovtillfriajonerivattenlösning.Vätejonerna(protonerna)fråndenstarkasyranslårsigsammanmedhydroxidjonernafrånbasenochbildarvatten.Kloridjonernafrånsyranochnatriumjonernafrånbasenger(efterindunstning)upphovtillsaltetnatriumklorid.
4. Utfällningsreaktion:Endelsalterärsvårlösligaivattenochdessasalterkanviframställagenomattblandatvåsaltlösningarsomvarderainnehållerettavdebådajonslagen.Jonernasomalltsåredanfinns”färdiga”slårdåihopsigmedvarandraochbildardetsvårlösligasaltet.Eftersomsaltetärsvårlösligtsåantardetfastformochen”utfällning”skerilösningen(lösningenblirp.g.a.dettagrumligochantariblandenvissfärg).
H+(aq) +Cl- (aq)+Na+ (aq)+OH- (aq) à Na+(aq)+Cl- (aq)+H2O(aq)Saltsyra Natriumhydroxid Saltetnatriumklorid(NaCl)
Uppgift 5: Vilket salt bildas i följande reaktioner?:
a) Klorgas (Cl2) reagerar med metallen magnesium (Mg).b) Några droppar saltsyra (HCl) droppas på en metallbit av zink (Zn).
c) Kalcium (Ca) reagerar med svavelsyra (H2SO4).
Svar:
a) Magnesiumklorid(MgCl2).b) Zinkklorid(ZnCl2).c) Kalciumsulfat(CaSO4).
Många salter är lösliga i vatten
ü Vattenmolekylenärendipol (enpositivochennegativsida).ü Vattenmolekylernaattraherasavjonernasladdningaroch”sliter”därförlossjonernafrånsaltkristallen.ü Detskapasjon-dipolbindningarmellanvattenmolekylernaochjonerna.
+ -
Na+ Cl-
Cl- Na+
Cl-
+-
+
-+
-
Na++
-
+
-
+-Tillsättervattentillsaltet
+
-
+
-
+
-
+
-+
-
+
-+
-
+
-
+
-
+
-
Na+
Na+
Cl-
Cl-
Jon-dipolbindningmellanvattenmolekylernaochjonernaJonbindningmellanjonernaisaltkristallen
+
-+
-
En del salter är dock svårlösliga i vattenü Ivissasalterbinderjonernatillvarandramedväldigtstarkajonbindningarochdärförlösersigintesaltetivatten.
Vattenmolekylernaklararheltenkeltinteavatt”bryta”siginmellanjonernaochbrytajonbindningarna.Detkanocksåvarasåattvattenmolekylerna”väljer”attintebrytalösjonernaeftersomdeinteattraherastillräckligtavdeolikajonernaochp.g.a.attdevätebindningarsomfinnsmellanvattenmolekylerna,ivissafall,ärbetydligtstarkareändejon-dipolbindningar dekommerkunnaskapamedjonerna.
NaCl ärettlättlösligtsalt AgCl ärettsvårlösligtsalt
Na+
Ag+Cl-
Na+
Cl-
Cl- Cl-Ag+
Ag+ Cl- Ag+Cl-
Cl-Na+
Omviblandarettlättlösligtsaltmedvattenkommervatten-molekylernaträngasiginisaltet,brytajonbindningarnaochsjälvaskapabindningartilljonerna.Jonernaomringasavvattenmolekylerochseparerardärmeddessafrånvarandra.
Omviblandarettsvårlösligtsaltmedvattensåkommervattenmolekylernainte”vilja”ellerintekunnaträngasiginisaltetochbrytajonbindningarna.Saltetlösersigdärförinteivattnet.
Cl-
Ag+Cl-
Utfällningar/fällningar kan uppstå när vi blandar två olika saltlösningar med varandra
ü Omviblandartvåolikasaltlösningarmedvarandra(därvarderasaltärkomplettupplöst)såkanjonernaideolikasaltlösningarnaskapanyakombinationersåattettsvårlösligtsaltbildassom"fallerut”ilösningen(enutfällning/fällning).Närettsaltfällsutpådettasättfårsaltetenfastformeftersomdetbildassaltkristallerilösningen.Närenfällningbildasblirlösningengrumligochiblandantardenocksåenvissfärg.
Lösningavsaltetnatriumklorid(NaCl) Bildenvisarenfällningavsaltetsilverklorid(AgCl)ochfrianatrium-ochnitratjonersomärlöstaivattnet.
Na+
Lösningavsaltetsilvernitrat(AgNO3)
+NO3
-Ag+
NO3- NO3
-
NO3-
Ag+
Ag+
Ag+
Cl-
Cl-
Cl-
Cl-Na+
Na+
Na+
Lättlösligtsalt Lättlösligtsalt
Svårlösligtsalt(fällning)
Vi kan alltså framställa saltet AgCl genom att blanda 2 andra saltlösningar med varandra
Na+(aq)+Cl- (aq) +Ag+(aq) +NO3-(aq) à Na+ (aq) +NO3
- +AgCl (s)
SaltetNaCl löstivatten SaltetAgNO3 löstivatten SaltetNaNO3 löstivatten Saltetsilverkloridifastform
NaCl(aq) +AgNO3(aq) à NaNO3-(aq) +AgCl (s)
Vikanävenskrivaovanståendepåföljandesätt:
Jonföreningar(salter)
Harföljandeegenskaper:•Högsmältpunkt.•Lederströmiflytandeochilöstform.•Mångaärlösligaivatten.
Harkristallstruktur:•Ett”oändligt”stortantaljonersombindertillvarandraietttredimensionelltmönstersomhelatidenupprepas.
Harjonbindning:•Elektrostatiskattraktionmellanolikladdadejoner(positivtresp.negativtladdadejoner).•Jonbindningenverkariallariktningar.
Kanbildas/framställasgenom:•Metallreagerarmedickemetall.•Metallreagerarmedsyra.•Syrareagerarmedbas.•Utfällningsreaktion.
Kemiskbeteckning/formel:•Positivajonenskrivsförst.•Antaletpositivaochnegativajonerskabalanserassåattnettoladdningenisaltetblir0.T.ex.MgCl2 ochNaCl.
Äruppbyggdaavjoner:•Positivtladdadejoner(haravgivitelektroner),kallasförkatjoner.•Negativtladdadejoner(harupptagitelektroner),kallasföranjoner.•Jonernakanvaraatomjonerellersammansattajoner.
Översikt över jonföreningar
SegärnaflerfilmeravNiklasDahrén:http://www.youtube.com/Kemilektionerhttp://www.youtube.com/Medicinlektioner