Atom- och molekylmodeller

Atom- och molekylmodeller · Princip Kemi

I kemin används olika modeller för att representera atomer och molekyler. Varje modell visar olika information — välj alltid den modell som passar problemet.

Nedan visas H₂O (vatten) i fem olika modeller. Lägg märke till hur mycket — eller lite — varje modell berättar om strukturen.

1. Punktmodell

Daltons atommodell

Visar: att atomer existerar och vilken typ.

Döljer: allt om elektronstruktur, bindningar och geometri.

2. Bohr-modell

Kärna + elektronskal

Visar: elektroner i skal, valenselektroner, reaktivitet.

Döljer: geometri, exakt rörelsebanor (approximation).

3. Lewis-struktur

Valenselektroner

Visar: alla valenselektroner, lone pairs, kovalenta bindningar.

Döljer: 3D-geometri (tecknas platt).

4. Strukturformel

Bindningsstreck

Visar: bindningar, molekylgeometri (böjd för H₂O).

Döljer: lone pairs, exakt 3D-form.

5. Kul-och-stick

CPK-färger

Visar: atomtyper via CPK-färger, relativa storlekar, geometri.

Döljer: elektroner, exakta bindningslängder.

Samma fem modeller — fast för metan CH₄

1. Punktmodell

2. Bohr (C, Z=6)

3. Lewis CH₄

4. Strukturformel

5. Kul-och-stick CH₄

Tumregel: Dalton och punktmodell — för att räkna atomer. Bohr — för att förklara reaktivitet och periodiska systemet. Lewis — för att rita kovalenta bindningar. Strukturformel — för att visa geometri. Kul-och-stick — för att visualisera den rumsliga formen.

1 / 4

Atom- och molekylmodeller · Princip Kemi

Niels Bohr (1913) föreslog att elektroner rör sig i fasta banor — skal — runt kärnan. Modellen är en förenkling, men den förklarar hur många elektroner som ryms per skal och varför ädelgaser är stabila.

1

Kärnan i mitten — innehåller protoner (+) och neutroner (0). Protonantalet = atomnumret Z.

2

Elektroner i skal — K (max 2), L (max 8), M (max 8 i grundskolan). Fyll innifrån och ut.

3

Yttre skalet avgör reaktivitet — atomer vill ha fullt yttre skal. Det driver all kemi.

Figur 2.1 Natrium (Na, Z = 11) i Bohr-modellen. Kärnan har 11 protoner och 12 neutroner. Skalen K(2), L(8) är fulla. M-skalet har bara 1 elektron — den ensamma valenselektronen som avgör natriums kemiska egenskaper.

Fig 2.2 Syre: 2 lediga platser i L-skalet — bildar 2 bindningar.

Fig 2.3 Klor: 7 valenselektroner — behöver 1 till för att fylla M-skalet.

Jämför Na och Cl: Na har 1 valenselektron och vill ge bort den. Cl har 7 valenselektroner och vill ta emot en. Resultatet: NaCl — bordssalt — bildas via jonbindning.

2 / 4

Atom- och molekylmodeller · Princip Kemi

Punkter = valenselektroner (ritade som prickar runt atomsymbolen)

Streck mellan atomer = bindningselektronpar — en kovalent bindning

Punkter på en atom = ensamma par (lone pair) — ingår ej i bindning

Oktettregeln: alla utom H vill ha 8 yttre elektroner (H vill ha 2)

H₂
Enkelbindning.
Varje H får 2e⁻ — oktettkrav uppfyllt.

O₂
Dubbelbindning.
2 lone pairs per O.

N₂
Trippelbindning.
1 lone pair per N — mycket stabil.

H₂O
2 bindningar + 2 lone pairs.
O uppfyller oktettkrav.

NH₃
3 bindningar + 1 lone pair.
Ger pyramidal form.

CH₄
4 enkelbindningar.
Inga lone pairs — tetraedrisk.

CO₂
Två dubbelbindningar.
Linjär molekyl.

Räkna valenselektroner: H = 1, C = 4, N = 5, O = 6. Rita C eller N i mitten. Fyll på H runt om (H kan bara ha 1 bindning). Kontrollera oktetten — om C saknar elektroner, lägg till dubbelbindning till O eller N.

3 / 4

Atom- och molekylmodeller · Princip Kemi

Kul-och-stick-modellen kombinerar CPK-färger (standardfärger för varje atomslag) med pinnar som visar bindningarna. Den rumsliga versionen visar dessutom den faktiska geometrin — vinklarna som uppkommer av lone pairs och bindningar.

H₂O · vatten

Kul-och-stick

Rumslig (böjd)

Figur 4.1 H₂O är böjd (vinkel 104,5°) eftersom de två lone pairs på O knuffar bindningarna ihop.

CH₄ · metan

Kul-och-stick

Rumslig (tetraedrisk)

Figur 4.2 CH₄ är tetraedrisk (109,5°) — inga lone pairs, alla fyra bindningar knuffar lika hårt.

NH₃ · ammoniak

Kul-och-stick

Rumslig (pyramidal)

Figur 4.3 NH₃ är trigonal pyramidal (107°) — lone-paret tar mer plats och minskar vinkeln jämfört med tetraeder.

CO₂ · koldioxid

Kul-och-stick

Rumslig (linjär)

Figur 4.4 CO₂ är linjär (180°) — de två dubbelbindningarna knuffar lika hårt i varsin riktning. Inga lone pairs på C.

CPK-färger (standardfärger): H · väte C · kol N · kväve O · syre Na · natrium Cl · klor

4 / 4

Atom- och molekylmodeller

Bohr-modellen i detalj

Lewis-strukturer i detalj

Kul-och-stick & rumslig geometri