"Kjemi kan være en god og en dårlig ting. Kjemi er bra når du bruker det til å elske. Kjemi er dårlig når du bruker det til å lage crack-kokain." -Adam Sandler

Kjemi er en naturlig del av naturfagundervisningen på grunnskolen, men det er også et fag man virkelig kan fordype seg i på høyere nivå. Det finnes gode muligheter for å studere kjemi på flere universiteter i Norge, med en mengde spennende spesialiseringer å velge mellom.

For en del har kjemi vært en kjedelig, men nødvendig del av pensum man bare må gjennom, og man har kanskje gått glipp av hvor spennende faget faktisk kan være.

For å være helt ærlig, å studere kjemi er for de spesielt interesserte. Ikke alle vil sette pris på en vitenskapelig disiplin som innebærer undersøkelser av grunnstoffer, forbindelser sammensatt av atomer, molekyler og ioner. Å forstå deres sammensetninger, strukturer, egenskaper og hvordan de oppfører seg, kan være rosinen i pølsa for noen, men en annens verste mareritt.

Å studere de grunnleggende konseptene i kjemi har nemlig mange fordeler. Det kombinerer matematikk, fysikk, biologi og medisin, og er sånn sett en helt sentral vitenskap. Kjemi som felt er utrolig ekspansivt, og det er store muligheter for å fordype seg i emnet. Kjemifaget kan ta en hel del interessante og fascinerende retninger som kan få en hver vitenskapsentusiast til å juble!

I denne artikkelen kommer vi til å gå litt mer i dybden i noen grunnleggende prinsipper i kjemifaget. Vi skal se litt nærmere på kjemiske reaksjoner, grunnstoffer, elektronprikkmodellen, periodesystemet, væsker og gasser, for å nevne noe.

Enten du elsker vitenskap eller ikke, så vil denne artikkelen gi deg noen virkelig fascinerende fakta om kjemi. Skulle kjemi komme opp i en samtale, vil du snart ha noen gode historier å bidra med.

De beste Kjemi - Høyere utdanninglærerne tilgjengelig
1. kurstime gratis!
Thomas
5
5 (11 Evaluering(er))
Thomas
500kr
/t
1. kurstime gratis!
Esmail
5
5 (8 Evaluering(er))
Esmail
200kr
/t
1. kurstime gratis!
Shokrullah
5
5 (9 Evaluering(er))
Shokrullah
190kr
/t
1. kurstime gratis!
Sigrid
Sigrid
250kr
/t
1. kurstime gratis!
Henriette
Henriette
400kr
/t
1. kurstime gratis!
Jonathan
5
5 (2 Evaluering(er))
Jonathan
250kr
/t
1. kurstime gratis!
Francesco
Francesco
300kr
/t
1. kurstime gratis!
Odd-anders
Odd-anders
300kr
/t
1. kurstime gratis!
Thomas
5
5 (11 Evaluering(er))
Thomas
500kr
/t
1. kurstime gratis!
Esmail
5
5 (8 Evaluering(er))
Esmail
200kr
/t
1. kurstime gratis!
Shokrullah
5
5 (9 Evaluering(er))
Shokrullah
190kr
/t
1. kurstime gratis!
Sigrid
Sigrid
250kr
/t
1. kurstime gratis!
Henriette
Henriette
400kr
/t
1. kurstime gratis!
Jonathan
5
5 (2 Evaluering(er))
Jonathan
250kr
/t
1. kurstime gratis!
Francesco
Francesco
300kr
/t
1. kurstime gratis!
Odd-anders
Odd-anders
300kr
/t
Første kurstime gratis>

Kjemiske reaksjoner

Kjemiske reaksjoner skjer hele tiden, over alt. Enten du lager mat, tenner opp et bål eller puster, skapes en kjemisk reaksjon.

I en kjemisk reaksjon omrokeres molekylene eller ionene og formes inn i nye strukturer. Atomkjernen forblir urørt, og kun elektronene overføres for å danne nye bindinger. Mengden atomer fra grunnstoffene forblir uendret fra begynnelse til slutt i løpet av en kjemisk reaksjon. Dette oppdaget Antoine Lavoisier, som du kan lese mer om i artikkelen vår om tidenes mest berømte kjemikere.

Det er viktig å merke seg at kjemiske reaksjoner skiller seg fra fysiske endringer, og den mest påfallende forskjellen er at atomene i en kjemisk reaksjon danner noe nytt – molekyler og forbindelser – mens i en fysisk endring beholder atomene den sammensetningen den hadde fra før.

Å observere molekylære endringer som oppstår i en kjemisk reaksjon med det blotte øyet, er ikke mulig. Men det finnes tegn som hinter til at noe er på gang. Eksempler på dette er endringer i temperatur, og at noe bobler eller skifter farge. (Tenk bare på et speilegg!)

Når atomer og molekyler interagerer med hverandre, kalles de reaktanter. Atomene og molekylene som produseres av reaksjonen, refereres til som produkt. Den kjemiske ligningen vil dermed bli som følger:

reaktant1 + reaktant2 + … -----> … produkt1 + produkt2 + …

Når du begynner å bli mer dreven i grunnleggende kjemi, kan du skrive ligningen i kortversjon:

A + B + …  -----> c C + D + …

Vi deler normalt kjemiske reaksjoner inn i fire hovedgrupper:

  • Syre-basereaksjon
  • Redoksreaksjon
  • Fellingsreaksjon
  • Kompleksdanning

Det finnes en uendelig mengde kjemiske reaksjoner som kan observeres i hverdagen. Det er imidlertid noen eksempler som er mer påfallende enn andre:

  • Tenning av bål
  • Brød- og kakebaking
  • Steke, koke eller røre egg
  • Frukt som råtner
  • En burger på grillen
Råtnende frukt.
Nedbrytning av organiske materialer er et eksempel på en kjemisk reaksjon, som når frukt råtner. Bilde: Unsplash

For å komme i gang med dine egne eksperimenter og studere kjemiske reaksjoner nøyere, ta en titt på denne listen over kjemiutstyret du trenger for å komme i gang.

Grunnstoffene og periodesystemet

Et grunnstoff er et rent stoff i sin enkleste form, og det kan ikke adskilles i flere stoffer.

Så langt har man oppdaget 118 grunnstoffer. 94 av disse oppstår normalt i naturen, de øvrige 24 er syntetiske og kunstig fremstilt.

Hydrogen er det grunnstoffet det er mest av i universet, på jorden er det jern. Det vanligste grunnstoffet i menneskekroppen og på jorden er oksygen.

Et grunnstoff har ett enkelt atom, og karakteriseres av antall protoner i atomkjernene. Når vi snakker om atomnummer (indikert med Z), er det antallet protoner vi mener.

Grunnstoffer som ikke blandes, men fremstår i sin reneste form, har alle det samme antallet protoner. De som betraktes som blandinger, har derimot forskjellige protoner og atomer.

Kun noen få av grunnstoffene er helt rene, og ikke blandede. Eksempler på det er kopper, sølv, gull og svovel. Et eksempel på blandede grunnstoffer er jordens atmosfære, som er en gassblanding bestående av nitrogen, oksygen og argon.

Periodesystemet klassifiserer alle kjente grunnstoffer i tabeller. Det første grunnstoffet, med kun ett proton, er hydrogen. Etter det kommer helium med sine to protoner, det tredje grunnstoffer er litium og har tre protoner, og så videre. Grunnstoffene, med sine antall protoner, fortsetter i periodesystemet frem til det 188. grunnstoffet, oganesson, som er det så langt siste som har blitt oppdaget.

Periodesystemet er den vanligste klassifiseringen av grunnstoffene. Grunnstoffer er klassifisert og delt inn etter atomnummer, antall elektroner i ytterste skall og kjemiske egenskaper. Radene i tabellen kalles perioder, og kolonnene grupper.

Periodesystemet er ordnet inn i 18 kolonner som kalles grupper. Disse er innrettet for å plassere grunnstoffer som ligner på hverandre på samme sted. Sju av disse gruppene har egne navn:

  • Gruppe 1: Alkalimetaller
  • Gruppe 2: Jordalkalimetaller
  • Gruppe 15: Pniktogener
  • Gruppe 16: Chalkogener
  • Gruppe 17: Halogener
  • Gruppe 18: Edelgasser

Rutene i periodesystemet er ofte fargelagt for å vise hva som er metall, halvmetall og ikke-metall. Det er mange versjoner av periodesystemet, og det finnes ingen standard for hvilke farger som brukes til hva, men uavhengig av hvilke farger man bruker, er kategoriene alltid de samme.

Periodesystemet er et spennende verktøy som gjør det langt lettere å lære kjemi. Skal du forstå egenskapene til de forskjellige grunnstoffene, er det helt uvurderlig.

Periodesystemet i brikker.
Periodesystemet – et av de viktigste verktøyene vi har i kjemien. Bilde: Pixabay

Vil du bli bedre kjent med nøkkelbegreper i kjemien, les her.

Kjemiske bindinger og elektronprikkmodellen

Tiltrekningen mellom nanoatomene i molekyler og ionene i salter, kaller vi kjemiske bindinger. Bindingene har forskjellige styrker. De kovalente, ioniske og metalliske bindingene er eksempler på sterke bindinger. Dipol-dipol-interaksjoner, dispersjonskraften og hydrogenbindinger er eksempler på svakere bindinger.

De sterkere bindingene som holder molekylene sammen anses som permanente, mens de svakere bindingene er midlertidige, og brytes ned etter en stund. Det har ingenting å si hvor sterk bindingen er, de er alle like viktige for kjemien som både kroppen vår og livet selv består av.

I dag vet vi at den vanligste grunnen til at kjemiske bindinger formes, er at atomene prøver å nå det mest stabile energinivået mulig.

Motsetninger tiltrekker hverandre i kjemi, som i livet ellers. Tiltrekningen av de negativt ladede elektronene som sirkler om kjernen, og det positivt ladede protonet som er inne i kjernen, fremprovoserer en dragning som skaper en kjemisk binding.

Følgende typer kjemiske bindinger er mulige å observere:

  • Ionebindinger: Disse oppstår mellom ioner med motsatt ladning. Et eksempel er koksalt. De positivt ladede natriumionene og de negativt ladede ionene er tiltrukket av hverandre, og danner natriumklorid.
  • Kovalente bindinger:  Atomer blir mer stabile når de deler elektroner mellom seg. Kovalente bindinger er langt vanligere enn ionebindinger i molekylene hos levende organismer. Jo flere elektroner delt mellom to atomer, jo sterkere vil den kovalente bindingen være.
  • Polare kovalente bindinger: I denne type bindinger er elektronene ulikt fordelt, og ofte tett på hverandre. På grunn av den ujevne fordelingen av elektroner mellom atomene, vil ladningen utvikle seg i forskjellige deler av molekylet.
  • Upolare kovalente bindinger: Disse er formet mellom to atomer av det samme grunnstoffet, eller mellom atomer av forskjellige grunnstoff som deler elektroner likt.
  • Hydrogenbindinger: Polare kovalente bindinger som har hydrogen, inneholder en liten positiv ladning fordi elektronene dras mot de andre grunnstoffene. Som et resultat av dette, vil hydrogenet tiltrekkes en hvilken som helst negativ ladning.

Elektronprikkmodellen

Elektronprikkmodellen viser bindingene mellom atomer og molekyler og de enslige parene av elektroner som kan finnes i molekylet.

Modellen, som også blir kalt lewisstrukturen, ble introdusert i 1916 av Gilbert N. Lewis. Elektronprikkmodeller var ikke noe nytt, men Lewis utviklet den ved å legge til de delte parene i kjemiske bindinger.

Lewis' elektronprikkmodell er en relativt enkel måte å vise valensen i elektronkonfigurasjonen til enkeltstående atomer når ingen tidligere koblinger eller bindinger har oppstått.

Her kan du leser mer om viktige kjemioppdagelser.

Syre og base

Vaskemiddel og sitron.
Syre og base finnes i mange ting vi omgir oss med i hverdagen. Bilde: Unsplash

Man skiller i all hovedsak mellom syre og base ved at førstnevnte gir fra seg protoner, sistnevnte tar dem i mot. Når man blander syre og base, oppstår en kjemisk reaksjon som kalles syre-basereaksjon. Dette kan man bruke til å avgjøre hva pH-nivået i noe er.

Mange har utviklet sine egne syre-baseteorier for å kunne definere stoffene, observere reksjonene de gir og regne ut pH-verdi.

Svante Arrhenius' teori om syre og base

Arrhenius utviklet sin teori i 1884, og er fortsatt den flest referer til i dag. Arrhenius tilbragte mye tid på å observere hvordan salter oppførte seg når de ble oppløst i vann. Han fant ut at saltløsningen ble en god leder for elektrisk strøm. Konklusjonen var at i vann ville syrer avgi protoner (H+-ioner) og baser ville avgi hydroksidion (OH--ioner). Ut fra dette skrev han ligningen syre = base + protoner. Dette kalte han protolysereaksjoner.

Gilbert Newton Lewis' teori om syre og base

I Lewis' teori er det kun elektronpar som undersøkes, mens protonet er utelatt. Dette gjør at teorien anses som den minst strikte. Enkelt forklart baserer teorien seg på det enkle faktum at baser kan gi fra seg elektronpar, mens syre tar det i mot.

Brønsted-Lowrys teori om syre

En syre-basereaksjon kan forklares som at syre avgir protoner, og at baser tar dem til seg. Noe av det som karakteriserer akkurat denne teorien, er at syre er protondonorer og base protonakseptorer, og de defineres ut fra hvordan de reagerer på hverandre og sitt uttrykk for likevekt. Denne teorien anses som en generalisering av Arrhenius' teori.

Syre kjennetegnes gjerne med en sur eller syrlig smak, og har mange forskjellige egenskaper. Det kan etse metaller, løses det opp i vann kan det føre elektrisk strøm, og det reagerer med base ved å danne salt og vann.

Syrer som opptrer regelmessig er:

  • Sitronsyre
  • Melkesyre
  • Eddik
  • Kullsyre
  • Askorbinsyre

Man kan skille base fra syre ved at det smaker bittert, er sleipt eller såpete. Man kan teste om noe er basisk ved hjelp av en lakmustest.

Eksempler på vanlig forekomst av base kan være:

  • Vaskemidler
  • Såper
  • Lut
  • Ammoniakk (finnes i enkelte rengjøringsmiddel, som salmiakk)

Kjemi er et fascinerende fag som kan ta alle retninger. Det er mye du kan lære om de grunnleggende konseptene i kjemi, bare ved å observere hverdagslige ting du gjør i ditt eget hjem. Vil du ha mange og spennende jobbmuligheter, er kjemi et godt valg.

Det er så mye å lære om kjemi, og dette er bare toppen av isfjellet. Om dette virker interessant, og du ønsker å lære mer, så er denne artikkelen et godt sted å starte.

Trenger du en lærer i Kjemi - Høyere utdanning?

Likte du artikkelen?

5,00/5 - 2 stemme(r)
Loading...

Jorun

Språkdame med forkjærlighet for rettskriving generelt, skjønnlitteratur, strikketøy og katter spesielt.