Kemija - 8. razred - Naravni viri elementov in spojin | VOYO

Kemija je naravoslovna veda, ki proučuje zgradbo, spremembe in lastnosti snovi. Snov je vse, kar zavzema nek prostor in maso. Poznamo več kot 66 milijonov snovi. Kemiki raziskujejo spremembe in lastnosti snovi in si pri tem pomagajo s poskusi. Veliko je poklicev, ki so povezani s kemijo. Alkimija je bila predhodnica kemije.

Za kemijske reakcije velja zakon o ohranitvi mase. Masa reaktantov je enaka masi produktov.

Sol je spojina, ki jo dobimo z reakcijo kisline in baze. Soli so ionske spojine, sestavljene so iz kovinskih kationov in kislinskih ostankov anionov. Soli klorovodikove kisline so kloridi, soli žveplovodikove kisline so sulfidi, soli dušikove kisline so nitrati, soli žveplove kisline so sulfati, soli fosforjeve kisline so fosfati, soli ogljikove kisline so karbonati, soli metanojske ali mravljinčne kisline so metanoati ali formati, soli etanojske oz. ocetne kisline so etanoati ali acetati.

Kisline so snovi, ki v vodnih raztopinah oddajajo vodikove ione oz. protone (H+). Vodikovi ioni se vežejo z molekulami vode. Tako nastanejo oksonijevi ioni (H3O+). Baze so snovi, ki sprejemajo protone. Pri tem nastanejo hidroksidni ioni (OH-).

Indikatorji so barvila, ki spremenijo barvo v odvisnosti od kislosti in bazičnosti. S pH lestvico merimo, kako kisla oz. bazična je neka vodna raztopina snovi. Ta pH lestvica ima vrednosti od 0 do 14. Za raztopine, ki imajo pH vrednost v območju od 0 do 7, velja, da so kisle, manjša kot je pH vrednost, močnejša je kislina. Raztopine, ki imajo vrednost v območju od 7 do 14, so bazične, večja kot je pH vrednost, močnejša je baza. Raztopine s pH 7 so nevtralne, tako vrednost ima na primer destilirana voda.

Tudi baze so prisotne v naravi, to so različni alkaloidi: kokain, morfij, nikotin, atropin. Baze so hidroksidi in amonijak. Baze se uporabljajo za čiščenje in osebno higieno. Kovinski oksidi tvorijo z vodo bazične raztopine.

Kovine so kovne, tanljive in imajo sijaj. Prevajajo električni tok in toploto. Kovine so pri sobnih pogojih trdne, izjema je živo srebro, ki je v tekočem agregatnem stanju. Večinoma imajo višja vrelišča in tališča kot nekovine. Razlikujejo se v gostoti in reaktivnosti. V periodnem sistemu elementov najdemo kovine na levi strani. Nekovine so v različnih agregatnih stanjih, npr. brom je tekočina, jod so kristalčki, kisik je plin itd. Nekovine večinoma slabo prevajajo električni tok oz. toploto, razen grafita. Tališča in vrelišča so raznolika. V periodnem sistemu elementov so na desni strani.

Delež mase določenega elementa v spojini imenujemo masni delež. Vsota masnih deležev elementov v spojini je enaka 1 oziroma 100 %. Masni delež lahko izrazimo z masnim odstotkom. Masni delež izračunamo iz mase elementa in mase spojine oziroma iz formule spojine.

Kovalentna vez povezuje atome nekovin, gre za delitev skupnih elektronskih parov in pri tem nastanejo molekule. Ločimo nepolarno in polarno kovalentno vez.

Raztopina je homogena mešanica dveh ali več snovi. Snov, ki jo raztapljamo, imenujemo topljenec. Snov, v kateri raztapljamo topljenec, je topilo. Koncentrirana raztopina je tista raztopina, ki vsebuje veliko topljenca in malo topila. Razredčena raztopina pa je raztopina, ki vsebuje veliko topila in malo topljenca. Nasičena raztopina je raztopina, v kateri je pri dani temperaturi raztopljena največja možna količina topljenca. Topnost neke snovi nam pove, koliko gramov te snovi se raztopi pri dani temperaturi v 100 g topila, da dobimo nasičeno raztopino.

Pri reakciji kisline in baze nastaneta voda in sol. Reakcijo med kislino in bazo imenujemo nevtralizacija. Nevtralizacija je eksotermna reakcija. Pri nevtralizaciji v resnici poteka kemijska reakcija med oksonijevimi ioni H3O+ (vsebujejo jih kisle raztopine) in hidroksidnimi ioni OH- (vsebujejo jih bazične raztopine).

Alkalijske kovine so kovine v I. skupini v periodnem sistemu elementov. To so: litij, natrij, kalij, rubidij, cezij in francij. Zemeljskoalkalijske kovine se nahajajo v II. skupini v periodnem sistemu. To so: berilij, magnezij, kalcij, stroncij, barij in radij. Alkalijske kovine so srebrnosive barve, prevajajo električni tok, so mehke, imajo nizka tališča, vrelišča in majhno gostoto. So zelo reaktivne, po skupini navzdol reaktivnost narašča.

Kemijska reakcija je snovna sprememba. Pri kemijski reakciji nastanejo povsem drugačne, nove snovi z drugačnimi lastnostmi. Kemijske reakcije potekajo različno hitro. Reaktanti so snovi, ki vstopajo v reakcijo, produkti so snovi, ki pri kemijski reakciji nastanejo. Pri fizikalni spremembi snovi le spremenijo obliko.

Elektronsko ovojnico lahko razdelimo na lupine. Lupina je področje elektronske ovojnice, kjer imajo elektroni podobne energije. Lupine so različno oddaljene od jedra. Elektroni zasedajo lupine po določenih pravilih.

Maso atomov izražamo s primerjalno vrednostjo, ki jo imenujemo relativna atomska masa. Relativna atomska masa je število, ki pove, kolikokrat je masa atoma določenega elementa večja od 1/12 mase atoma ogljikovega izotopa 12C. Relativna molekulska masa je prav tako primerjalna vrednost molekul. Je število, ki pove, kolikokrat je masa molekule večja od 1/12 mase atoma ogljikovega izotopa 12C. Relativno molekulsko maso izračunamo s seštevanjem relativnih atomskih mas.

Snov je vse kar ima maso in prostornino. Snovi delimo na čiste snovi in zmesi. Ločimo heterogene in homogene zmesi.

Če atomi oddajo ali sprejmejo elektrone, nastanejo ioni. Poznamo pozitivno nabite ione katione in negativno nabite anione. Kation nastane, če atom odda enega ali več elektronov, anion nastane, če atom sprejme enega ali več elektronov. Ali bo atom oddal ali sprejel elektron oz. elektrone, je odvisno od tega, v kateri skupini v periodnem sistemu je element.

Kemijska reakcija je snovna in energijska sprememba. Pri eksotermni spremembi se energija sprosti v okolico. Pri endotermni spremembi se energija veže iz okolice.

Zaradi različne kemijske zgradbe imajo ionske in kovalentne spojine različne lastnosti. Ionske spojine so skupki ionov, kovalentne spojine gradijo molekule. Sladkor je iz molekul, kuhinjska sol je iz ionov.

Ionska vez je privlak med pozitivnimi in negativnimi ioni. Ionska spojina je zgrajena iz skupka ionov.

Poznamo trdno, tekoče in plinasto agregatno stanje. Pri temperaturi tališča snov preide iz trdnega v tekoče agregatno stanje. Pri temperaturi vrelišča preide snov iz tekočega v plinasto agregatno stanje. Sprememba agregatnega stanja je fizikalna sprememba.

Snov je vse kar ima maso in prostornino. Snovi delimo na čiste snovi in zmesi. Ločimo heterogene in homogene zmesi.

Atom je najmanjši delec, ki ima kemijske lastnosti elementa. Element je čista snov, zgrajena samo iz ene vrste atomov.

Atom je zgrajen iz jedra in elektronske ovojnice. V jedru so protoni in nevtroni. V elektronski ovojnici se gibljejo elektroni. Elektronska ovojnica je prostor, kjer je največja verjetnost, da se gibljejo elektroni. Glede na vrstno število so elementi razporejeni v periodnem sistemu. Vrstno število je enako številu protonov v atomu. Masno število je vsota protonov in nevtronov v atomu. Iz masnega in vrstnega števila lahko izračunamo število nevtronov.

Kemijske reakcije zapišemo s kemijsko enačbo. Reaktante zapisujemo na levi strani, produkte na desni strani enačbe. Kemijska reakcija je urejena, ko je na obeh straneh enačbe enako število atomov posameznega elementa. Uredimo jo z zapisom številk pred formulami snovi.

Binarne spojine so spojine dveh elementov. Binarne spojine poimenujemo po določenih pravilih. Poznamo poimenovanje s pomočjo grških števnikov in poimenovanje po Stocku.

Molekula je delec, sestavljen iz dveh ali več enakih ali različnih atomov. Dvoatomne molekule tvorijo vodik, dušik, kisik in halogeni elementi. Fosfor tvori štiriatomne molekule, žveplo osematomne molekule. Delce lahko predstavljamo s kalotnimi in krogličnimi modeli. Spojina je čista snov, ki je sestavljena iz najmanj dveh elementov. Nastane s kemijsko reakcijo elementov oziroma drugih spojin.

Atom je najmanjši delec, ki ima kemijske lastnosti elementa. Element je čista snov, zgrajena samo iz ene vrste atomov.

Pri kemiji delamo poskuse v laboratoriju in pri tem uporabljamo vrsto pripomočkov. Pri delu s kemikalijami moramo biti previdni, saj so nekatere snovi lahko nevarne. Oznake GHS nas opozarjajo na različne nevarnosti snovi.

Če atomi oddajo ali sprejmejo elektrone, nastanejo ioni. Poznamo pozitivno nabite ione katione in negativno nabite anione. Kation nastane, če atom odda enega ali več elektronov, anion nastane, če atom sprejme enega ali več elektronov. Ali bo atom oddal ali sprejel elektron oz. elektrone, je odvisno od tega, v kateri skupini v periodnem sistemu je element.

Viri elementov in spojin so zrak, voda in zemeljska skorja. Samorodni elementi so v elementarnem stanju, niso vezani v spojinah. Minerali ali rudnine so naravne spojine z značilno sestavo in kristalno strukturo. Kamnine so zmesi mineralov. Rude so trdne zmesi, ki vsebujejo dovolj določenega minerala za izkoriščanje.

Halogeni elementi so elementi sedme skupine periodnega sistema. To so fluor, klor, brom, jod in astat. Tvorijo dvoatomne molekule. Pri sobnih pogojih je fluor rumen plin, klor rumenozelen plin, brom rdečerjava tekočina in jod trdna siva snov. So reaktivne nekovine. Zaradi velike reaktivnosti jih ne najdemo v naravi v elementarnem stanju, ampak se nahajajo v spojinah. Halogene spojine imajo dobre in slabe lastnosti. Uporabljajo se za razkuževanje, beljenje in zatiranje škodljivcev.

Sestavo raztopine izražamo z masnim deležem topljenca v raztopini. Označujemo ga z dvojnim W in ga pogosto izražamo v odstotkih. Masni delež topljenca v raztopini izračunamo tako, da maso topljenca delimo z maso raztopine. Maso raztopine dobimo tako, da seštejemo maso topljenca in maso topila.