Grundämnen och kemiska föreningar

Senast uppdaterad måndag, 05 december 2011 19:13

I artikeln förekommer en del formler och modeller, som det är viktigt att du kan tolka. Har du inte koll på dem – klicka dig in under Formler och modeller i menyn till vänster

Notera att ordet ”grundämne” har dubbla betydelser. Förutom den som vi går igenom i den här artikeln kan det också betyda samma sak som atomslag, vilket det går att läsa mer om i slutet av artikeln om atomer.

 

Vilket är vilket?

All materia i universum är uppbyggd av ett hundratal olika sorters atomer (så kallade atomslag), som antigen sitter ihop med andra atomer (sådana grupper kallas molekyler) eller är helt fria. Givetvis kan dessa hundra olika typer av atomer kombineras på massvis med sätt och kemister känner i dagsläget till flera miljoner kemska ämnen.

För att hålla någon slags ordning i denna uppsjö av ämnen delar kemister in dem i två grupper.

– De som består av bara ett atomslag, vilket man kallar grundämnen, och
– De som består av flera olika atomslag, vilket man kallar kemiska föreningar.

Rent allmänt är kemiska föreningar vanligare än grundämnen här på jorden. Tänk dig själv hur det är att bygga med lego. Det går inte att bygga så speciellt mycket med bara en sorts legobitar, men med hjälp av flera olika sorter kan man nästan bygga hur många olika saker som helst. På ungefär samma sätt är det med atomer.

 

Exempel

Ett exempel på ett grundämne är diamant, somenbart består av kolatomer som sitter ihop på ett väldigt regelbundet sätt i stora kristaller. Detta ger diamant dess hårdhet och mycket goda värmeledningsförmåga. Eftersom diamant bara består av en slags atomer (kolatomer), måste det vara ett grundämne.

Kol kan också bygga upp ett annat grundämne, som kallas grafit. Det är ett svart ämne uppbyggt av en atom tunna kollager som är staplade på varandra, ihopsittande med svaga bindningar. Genom att skrapa en bit grafit mot en yta kan man därmed lätt få några lager att lossna, vilket gör grafit utmärkt för att använda i blyerts.

Molekylmodeller för små bitar av diamant och grafit. Modellerna är ursprungligen gjorda av Wikimedia Commons-användaren Itub. Hela figuren är licensierad under CC BY-SA.

Ytterligare ett grundämne som helt och hållet byggs upp av kolatomer är träkol, vilket vi bland annat använder när vi grillar. I det sitter kolatomerna ihop på ett mer oregelbundet sätt.

Ett annat exempel på ett grundämne är ozon, som finns högt uppe i atmosfären och som skyddar mot solens skadliga UV-strålar. Det består bara av syreatomer (därför är det ett grundämne), närmare bestämt tre stycken per molekyl.

En annan form av grundämnet syre är syrgas, som är det ämne som finns i luften och som vi behöver andas in för att kunna överleva. Det består av molekyler med bara två syreatomer i varje.

Molekylmodeller för ozon och syrgas.

Ser vi till kemiska föreningar är druvsocker (sådant som idrottsmän äter för att få snabb energi) ett bra exempel. En druvsockermolekyl består av kol, syre och väteatomer som sitter ihop i ring. Eftersom druvsocker består av mer än en sorts atomer är det en kemisk förening.

Ett annat exempel är vatten, som består av syre och väteatomer som sitter ihop i molekyler med två väteatomer och en syreatom i varje. Även koldioxid, som du säkert har hört talas som i klimatdebatten, är en kemisk förening. Det består nämligen av två atomslag; kol och syre.

Molekylmodeller för vatten och koldioxid.

Övningsuppgifter


Övningsuppgift 1
Nedan visas molekylmodeller för tre ämnen (fluorgas, metanol och svavel). Vilket av dem är en kemisk förening?
Molekylmodeller för fluorgas, metanol och svavel.
Svar
Alternativ b (metanol) är det enda alternativet som är en kemisk förening. Den modellen föreställer, till skillnad från de båda andra modellerna, en molekyl med flera olika sorters atomer i.


Övningsuppgift 2
Helium, som bland annat finns i de ballonger som säljs på tivolin, består bara av fria heliumatomer. Är helium en kemisk förening eller ett grundämne?
Svar
Eftersom helium bara innehåller en slags atomer (heliumatomer) måste det vara ett grundämne.


Övningsuppgift 3
Saltsyra (eller väteklorid som det också kallas) är ett kraftigt frätande ämne, som vi i utspädd form har i vår magsäck. Det har summaformeln HCl. Är det en kemisk förening eller ett grundämne?
Svar
Summaformeln visar att varje molekyl innehåller en väteatom (H) och en kloratom (Cl). Ämnet består alltså av mer än ett atomslag, och är därför kemisk förening.


Övningsuppgift 4
Har du någon gång varit i en simhall och känt den där typiska, lite stickande simhallslukten? Den kommer av klorgas, ett ämne som i stora mängder kan vara giftigt. Gasen innehåller kloratomer, som sitter ihop två och två i molekyler. Är klorgas en kemisk förening eller ett grundämne?
Svar
Eftersom klorgas bara innehåller kloratomer måste det vara ett grundämne.