1. Kol förekommer naturligt som tre former i naturen
2. Vad är en organisk förening?
3. Vilken är den hårdaste formen av kol respektive den "mjukaste". Vad skiljer dem åt?
4. Alkaner (metanserien) fram till oktan
5. Alkener fram till okten
6. Alkyner fram till oktyn
7. Alkoholer fram till oktanol
8. Organiska syror fram till oktansyra
9. Veta hur en kovalent bindning fungerar.
10. Frågor

1. Diamant. (Info om bild). 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 högt tryck och temperatur i jordens mantel ganska långt ner i jorden.


2. Grafit. (Info om bild). 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 elektriska kretsar som motstånd. Grafit kan brinna och kan användas som bränsle.

Bildning: Bildas genom att växtdelar och döda djur förmultnar under frånvaro av syre. Detta sker ofta samtidigt som materialet paketeras under sedimentmassor av eroderat berg.


3. Fulleren. (Info om bild). 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: Vetenskapsmänniskor undersöker möjligheterna att skapa en bildskärm som skall bestå av nanotuber. Skärmen väntas bli tunnare än ett papper.

Vad är en organisk förening?

En organisk 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. Det är mjukt eftersom kolatomerna ligger i skikt och lätt kan skrapas av. Svaga bindningar håller samman skikten.

 

Serierna och vissa samband

Alkaner (metanserien) fram till oktan

Alla streck mellan atomerna nedan är symboler för kovalenta bindningar. En kovalent bindning består av 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

Alkener är en alkaner som har fått en dubbelbindning. Alla alkeners namn slutar på en. Nedan visas tre exempel:


Givetvis kan dubbelbindningen istället vara placerad mellan två andra kolatomer 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 med en dubbelbindning brinner så frigörs mer energi jämfört med när ett kolväte med enkelbindningar brinner. Ovanstående alkener brinner alltså med högre temperaturer jämfört med alkaner.

Alkyner fram till oktyn

Alkyner är alkaner som har fått en trippelbindning. Alla alkyners namn slutar på yn. 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 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. Alla alkoholers namn slutar på ol.


Metanol
Metanol är väldigt giftig. Redan vid ett litet intag av vätskan 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 övertag i dessa silos så tillsätts en viss del myrsyra. Dessa silos kan sedan förvara gräset och höet under vintern så att kor och hästar får bra mat även då.

Etansyra (ättiksyra)
Etansyra kan användas för att lägga in gurka och 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 upplever båda atomerna att de har en extra elektron. Kovalenta bindningar används så att de ingående atomerna får sitt yttersta elektronskal att likna ädelgasernas yttersta skal, dvs. atomerna får ädelgaskonfiguration. Väte har då två elektroner i sitt yttersta skal som heliumatomen (He). Kolatomen har då åtta elektroner i sitt yttersta skal som övriga ädelgaser. Ädelgaserna finns längst till höger i periodiska systemet.


Båda väteatomerna upplever då att de har två elektroner. Följer du följer väte i det periodiska systemet vidare till höger, så ser du att den sista atomen i perioden är helium. Helium har också två elektroner i sitt yttersta skal.


En kolatoms yttersta skal vill ha åtta elektroner. Från början har kolatomen fyra elektroner men om den binder till fyra väteatomer så får kolatomen åtta stycken elektroner i sitt yttersta skal. Kolatomen får då ädelgasstruktur och efterliknar Neon. Följ i det periodiska systemet från kol ut till höger. Där hittar du Neon (Ne).

På liknande sätt får också väteatomerna ädelgasstruktur. De upplever att de har två stycken elektroner var.

Atomer blir mer stabila om de får ett yttre skal som ser ut som ett yttersta ädelgasskal. Vätgas är såpass stabil att den återfinns i atmosfären, fast mycket av den vätgas som har funnits i vår atmosfär 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 som växthusgas. Växthusgaser bidrar till växthuseffekten.

Frågor

1. Rita strukturformel för metan, etan och hexan?
2. Var går gränsen mellan flytande och gasformiga 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?

 

Kursen är sammanfattad av Admin

De naturvetenskapliga grundkurserna för högstadiet är skrivna av Lars Helge Swahn. Kurserna är utvecklade under 9 års tid och har använts för höstadiets åk 8 och 9. De är ämnade att ge snabbt eleven en övergripande bild om respektive arbetsområde. För LPO 94 täcker kurserna nivån G och ger även viss information för betyget VG.