Kapitel 2 · Atomen och dess delar

Hero — Atomens byggstenar: fyra historiska atommodeller från Dalton (1808) till Bohr (1913) — Figur 2.1.0 Från Daltons odelbara sfär till Bohrs elektronskal — hundra år av modeller som sprängts av nya experiment.

2.1 · Avsnitt

Atomer och grundämnen

Allt du ser och tar på är byggt av atomer. Ändå visste vetenskapen ingenting om atomernas inre byggnad förrän för drygt hundra år sedan — varje ny modell kom ur ett experiment som sprängde den förra.

Vi går igenom vad en atom består av, hur man läser atomnummer och atommassa — och varför protoner avgör vilket grundämne det är.

Börja med det synliga

Titta på en kopparslant och en järnspik. De ser annorlunda ut, beter sig annorlunda — men vad gör dem till olika ämnen? Kopparn kan inte bli järn, oavsett hur mycket du sliper eller smälter den.

Det enda som skiljer ett grundämne från ett annat är något inuti varje atom — något vi inte kan se med blotta ögat men som styr alla synliga egenskaper. Modellen som förklarar detta kallas Bohr-modellen.

Du ska kunna efter detta avsnitt

SOLO 1 Namnge atomens tre grundläggande byggstenar (proton, neutron, elektron) och deras laddning.
SOLO 2 Läsa atomnummer och atommassa ur periodiska systemet och redogöra för vad de representerar.
SOLO 2 Beräkna antal protoner, neutroner och elektroner för en given atom utifrån periodiska systemet.
SOLO 3 Förklara varför atomnumret avgör vilket grundämne en atom tillhör och koppla det till protonantalet.
SOLO 4 Förutsäga och motivera var ett okänt grundämne hör hemma i periodiska systemet utifrån dess atomstruktur.

Atom — den minsta enheten av ett grundämne. Kärnan (protoner + neutroner) omges av elektroner i bestämda skal. Protonantalet — atomnumret — avgör vilket grundämne det är.

Begreppskarta: Materia delas i Rena ämnen (Grundämnen och Kemiska föreningar) och Blandningar (Homogena och Heterogena). Exempel: O2, Cu, Ar, H2O, CO2, NaCl, SiO2, luft–havsvatten, sand i vatten. — Figur 2.1.1 Begreppskarta: Materia — Rena ämnen och Blandningar.

1 / 6

2.1 · Atomer och grundämnen

Var sitter vad inuti atomen?

Tre elever diskuterar var atomens byggstenar befinner sig. En har rätt. Två bär på vanliga missuppfattningar. Läs vad var och en säger. Vem resonerar korrekt?

Begreppsbild — tre elever diskuterar vad som avgör vilket grundämne en atom är: protoner, elektroner eller neutroner. — Figur 2.1.1 Tre elever vid en mineralsamling och atommodeller. Vem resonerar rätt om vad som avgör vilket grundämne atomen är?

ÖVNING 2.1.A

Formulera i en mening: var i atomen sitter kärnpartiklarna och var sitter elektronerna?
Vilken elev bär på en missuppfattning om laddning?

2 / 6

2.1 · Atomer och grundämnen

Grundläggande begrepp om atomer och grundämnen. Svara utan hjälpmedel om inte annat anges.

1

Demokritos myntade ordet 'atomos' för cirka 2400 år sedan. Vad betyder 'atomos' på grekiska?

A Osynlig — eftersom atomer är för små för att synas med blotta ögat

B Minsta del — eftersom atomer är de allra minsta byggstenarna

C Odelbar — eftersom Demokritos trodde att atomer inte kunde delas ytterligare

D Rund — eftersom Demokritos föreställde sig att atomer var formade som sfärer

2

Vilka partiklar finns i atomkärnan?

A Protoner och elektroner

B Neutroner och elektroner

C Protoner och neutroner

D Protoner, neutroner och elektroner

3

Para ihop varje grundämne med dess kemiska tecken och atomnummer.

Grundämne

1. Väte

2. Kol

3. Kväve

4. Järn

5. Guld

Kemiskt tecken och atomnummer

A: Fe — atomnummer 26

B: Au — atomnummer 79

C: H — atomnummer 1

D: N — atomnummer 7

E: C — atomnummer 6

Skriv svaren: 1 = ___, 2 = ___, 3 = ___, 4 = ___, 5 = ___

3 / 6

2.1 · Atomer och grundämnen

I periodiska systemet hittar du ett grundämne med atomnummer 15 och atommassa 31.

Resonemang 1

Steg 1: Atomnummer = antal protoner. Atomnummer 15 → 15 protoner.
Steg 2: Oladdad atom → antal elektroner = antal protoner = 15.
Steg 3: Atommassa ≈ protoner + neutroner. 31 − 15 = 16 neutroner.

ÖVNING 2.1.C

Svavel (S) har atomnummer 16 och atommassa 32. Bestäm: (a) antal protoner, (b) antal elektroner, (c) antal neutroner. Visa hur du räknar.

3p

Jämför Thomsons modell (1904) med Rutherfords modell (1911). Vilka observationer kan Rutherfords modell förklara som Thomsons inte kan?

Resonemang 3

Steg 1: Thomson — elektroner inbäddade i jämn positiv massa. Ingen kärna.
Steg 2: Rutherford — liten tung positiv kärna, elektroner kretsar runt i tomrum.
Steg 3: Guldfolieexperimentet: de flesta partiklar gick igenom, men några studsade tillbaka. Thomson förutsäger inga kraftiga tillbakastuds.

4 / 6

2.1 · Atomer och grundämnen

Tre okända atomer — X, Y och Z — och fyra historiska modeller. Tillämpa flera begrepp samtidigt.

1

Tabellen visar tre okända atomer, X, Y och Z, med uppgifter om antal protoner, neutroner och elektroner. Alla tre atomerna är oladdade. Vilken slutsats stöds av uppgifterna i tabellen?

A X och Y tillhör samma grundämne eftersom de har samma antal protoner, men Y har fyra fler neutroner vilket ger Y en annan atommassa utan att det kemiska beteendet förändras

B X och Z tillhör samma grundämne eftersom de har samma atommassa avrundad till närmaste tiotal, och atommassa avgör vilket grundämne en atom tillhör

C Y och Z tillhör samma grundämne eftersom båda har fler neutroner än protoner, och förhållandet mellan neutroner och protoner bestämmer grundämnets kemiska egenskaper

D X och Y tillhör olika grundämnen eftersom de har olika antal neutroner, och varje kombination av protoner och neutroner definierar ett unikt grundämne i periodiska systemet

5 / 6

2.1 · Atomer och grundämnen

Begreppskarta · 2.1

Begreppskarta — Atomens byggstenar: fyra grenar täcker proton, neutron, elektron och elektronskal.

ÖVNING 2.1.D · sammanfattning

Utan att titta tillbaka: vad bestämmer vilket grundämne en atom tillhör?
Kol har atomnummer 6 och atommassa 12. Hur många protoner, neutroner och elektroner har en neutral kolatom?
Förklara varför Rutherfords modell var ett framsteg jämfört med Thomsons.

6 / 6

Atomer och grundämnen