Kol förekommer naturligt
som minst tre former i naturen
Information om bilden |
1. Diamant. Endast kol bygger upp
denna kristall. Varje kolatom binder till fyra andra kolatomer i ett helt regelbundet
tredimensionellt nätverk. Diamant är det hårdaste av alla kända mineral.
Användningsområde: smycke, som nötningsmedel i borrkärnor.
Bildas: Bildas under höt tryck och temperatur i jordens mantel ganska långt ner i
jorden. |
| |
|
Information om bilden |
2. Grafit. Här binder varje kolatom
till tre andra kolatomer i ett sexkantigt mönster, där varje hörn utgörs av en
kolatom. Detta mönster utbreder sig i ett plan och dessa plan bildar skikt. Dessa skikt
hålls samman av svaga bidningar. Detta gör att grafit är ett av de mjukare mineral vi
har på jorden.
Användningsområde: i blyertspennor - svärtan som fastnar på pappret är
avskrapade skikt. Blyerts leder ström ganska dåligt och används därför i motstånd
som ingår i elektriska kretsar. Grafit går även utmärkt att elda - kan alltså
användas som bränsle.
Bildning: Bildas genom att växtdelar och döda djur förmultnar under frånvaro av
syre. Detta ofta samtidigt som materialet paketeras under sedimentmassor av eroderat berg.
|
|
|
Information om bilden |
3. Fulleren. Varje kolatom binder till
tre andra kolatomer i mönster om sexkantiga och femkantiga ringar. I varje hörn sitter
en kolatom. Dessa sexkantiga och femkantiga strukturer bygger upp former som ser ut som
fotbollar och små tuber.
Användningsområde: Japan håller på att ta fram en bildskärm som skall
bestå av nanotuber. Skärmen väntas bli tunnare än ett papper. |
Vad är en organisk
förening?
En organsik förening är en kemisk förening som
innehåller grundämnet kol. Ex metan, klorofyll eller b-vitamin.
Vilken är den hårdaste formen av kol respektive den "mjukaste".
Vad skiljer dem åt?
Den "hårdaste" formen av kol är diamant. Den blir
extra hållbar pga. att varje kolatom binder till just fyra andra kolatomer i
ett tredimentionellt symmetriskt nätverk.
Den mjukaste formen av kol är grafit. denna är mjuk
eftersom kolatomerna ligger i skikt vilka lätt kan svärtas av. Svaga
bindningar håller samman skikten.
Metanserien fram till
oktan
Alla streck mellan atomerna nedan är en symbol för
en kovalent bindning. I en kovalent bindning ingår två elektroner. Nedan
visas strukturformler för alkaner.
Givetvis fortsätter serien och ännu fler kolatomer kan kopplas på rad.
Alla ämnen som ingår i metanserien kallas alkaner. Observera att alla
alkaner har ändelsen an. Ju fler kolatomer som igår på rad desto
tyngre blir alkanerna. Brytpunkten mellan gasformiga och flytande alkaner
i rumstemperatur (25oC) är mellan butan och pentan. Alkaner med
17 kolatomer eller mer är fast i rumstemperatur.
Alkener fram till okten,
alkyner fram till oktyn, alkoholer fram till oktanol, organiska syror fram
till oktansyra
Alkener fram till okten
Alkener är en alkan som har fått en
dubbelbindning. Nedan visas tre exempel:
Givetvis kan dubbelbindningen sitta mellan någon av de andra kolatomerna i
kedjan. Observera att en kolatom bara kan binda med fyra kovalenta
bindningar (elektronparbindningar). En dubbelbindning håller på mer energi
än en vanlig enkelbindning. Detta gör att när ämnet brinner så frigörs mer
energi än när ett kolväte med enkelbindningar brinner. Ovanstående alkener
brinner alltså med högre temperaturer jämfört med då alkaner brinner.
Alkyner
fram till oktyn
Alkyner är en alkan som har fått en
trippelbindning. Nedan visas tre exempel:
En trippelbindning håller på ännu mer energi jämfört med en
dubbelbindning. Etyngas som går under populärnamnet acetylengas brinner
med en temperatur på lite mer än 3000 oC. Detta gör gasen
lämplig att använda vid svetsning då en hög temperatur behövs. Acetylengas
förvaras då i gastub. Gasen släpps ut med ett kontrollerat flöde och
gasutflödet antänds. Lågan är blå, intensiv och extremt varm.
Alkoholer fram till oktanol
En alkohol är en alkan som har fått en bunden
väteatom ersatt med en OH-grupp. Dessa ämnen kallas då för alkoholer.
Metanol
Metanol är väldigt giftig. Redan vid ett litet intag som vätska blir man
blind och vid en aning större doser dör man. Om man har blivit
metanolförgiftad skall man inta etanol och även större doser av
bikarbonat. Avgiftning sker hos läkare. Metanol har vid vissa tillfällen
förväxlats med etanol, som i vanligt tal benämns som sprit och finns i
alkoholhaltiga drycker ex, öl, vin och sprit.
Etanol
Finns som berusningsmedel i öl, vin och sprit. Etanol är ett gift.
Organiska syror fram till oktansyra
En karboxylsyra är en alkan som har fått en bunden
väteatom ersatt med en COOH-grupp. Alla syror med denna COOH-grupp kallas
för karboxylsyror.
Metansyra (myrsyra)
Metansyra kan man märka av om man terroriserar myror i en myrstack. Om man
därefter närmar sin näsa till myrstacken kan man känna av en stickande
lukt. Har man ett sår på handen och närmar denna till myrstacken kan man
även känna att det svider i handens sår. Ett myrbett ger också ett bevis
på vad myrsyra kan ställa till med.
Myrsyra används som konserveringsmedel till
ensilage. Ensilage är gräs och hö som förvaras i stora silos på
bondgårdar. För att de nyttiga mjölksyrabakterierna skall få överhanden i
dessa silos så tillsätts en viss del myrsyra. Dessa silos kan sedan
förvara gräset och höet maten under vintern så att kor och hästar för bra
mat även då.
Etansyra (ättiksyra)
Etansyra kan användas för att lägga in gurka eller som ingrediens i
fönsterputsmedel.
Veta hur en kovalent bindning
fungerar
Kovalent bindning kallas även för
elektronparbindning. En kovalent bindning är ett sätt för ex kolatom att
låna ut en elektron till en annan atom, samt ett sätt för den andra atomen
att dela med sig av sin elektron. På detta sätt så upplever båda atomerna
att de får en extra elektron. Kovalenta bindningar kan användas i i ökat
antal så till den grad att de ingående atomerna fyller sina yttersta
elektronskal och då får ädelgaskonfiguration, dvs har två elektroner i
sitt yttersta skal som hos heliumatomen (He) eller åtta elektroner i sitt
yttersta skal som övriga ädelgaser.
Båda väteatomerna upplever då att de har två
stycken elektroner. Följer man det periodiska systemet ut i perioden till
höger från väte till...så ser man att den sista atomen i perioden är
helium. Helium har också två elektroner i sitt yttersta skal.
En kolatoms yttersta skal vill ha åtta stycken
elektroner. Från början har den fyra stycken men om den koppar väteatomer
till sig så får den åtta stycken elektroner. Kolatomen får då
ädelgasstruktur och efterliknar Neon...som finns i kolatomens period
längst ut till höger.
På liknande sätt får också väteatomerna
ädelgasstruktur eftersom de upplever att de vardera har två stycken
elektroner.
Atomer blir mer stabila då de får ett yttre skal
som ser ut som en ädelgas. Vätgas är såpass stabil att den återfinns i
atmosfären, fast det mesta av vätgasen som har funnits på jorden har
försvunnit ut i rymden eftersom gasen är så lätt.
Även metangas är stabil och återfinns i
atmosfären. Metangas är 25 ggr mer aggressiv som växthusgas jämfört med
koldioxid som mer förknippas med växthusgas. Växthusgaser bidrar till
växthuseffekten.
Frågor
1. Rita strukturformel för metan, etan och hexan?
2. Var går gränsen mellan gasformiga och flytande kolväten?
3. Var går gränsen mellan flytande och fasta kolväten?
4. Skriv kemisk beteckning för etan och oktan?
5. Vad är gemensamt för alla alkener?
6. Nämn en egenskap som är samma för alla alkener?
7. Var är gemensamt för alla alkyner?
8. Vilken egenskap får ett kolväte som har en dubbel eller
trippelbindning?
9. Skriv kemisk beteckning för etyn och propen?
10. Vad krävs för att en molekyl skall få kallas för en alkohol?
11. En av alkoholerna har konstigt nog förväxlats med etanol - vilken?
12. Vad skall man göra om en person har blivit förgiftad med metanol?
13. Skriv kemisk beteckning för propanol och hexanol?
14. Vad är gemensamt för att karboxylsyrar?
15. Rita strukturformel för oktansyra och propansyra?
16. Vad är en kovalent bindning?
17. Visa hur en kovalent bindning fungerar hos en etenmolekyl?
18. Vad händer om man blandar en organisk syra med en alkohol?
19. Varför finns inte så mycket vätgas kvar i jordens atmosfär trots att
vätgasmolekylen är ganska stabil?
20. Vad kallas de ämnen med ett gemensamt namn utgör essenser och
aromämnen
21. Bra...nu kan du gå ut i labbet och tillverka salubrin. Du behöver
etanol (T-röd) och etansyra som även kallas__________?
