1.1 Atomets oppbygging | Kjemi 1

Lær om atomer, protoner, nøytroner, elektroner og hvordan atomer er bygget opp.

50 min

14 oppgaver

ProtonerNøytronerElektronerAtomnummerMassetallIsotoper

Din fremgang i kapitlet

0 / 14 oppgaver

Atomets bestanddeler

Alle stoffer er bygd opp av atomer. Et atom er den minste enheten av et grunnstoff som beholder grunnstoffets egenskaper.

Atomet består av tre typer partikler:

- Protoner (p⁺) – Positivt ladede partikler i atomkjernen
- Nøytroner (n⁰) – Nøytrale partikler i atomkjernen
- Elektroner (e⁻) – Negativt ladede partikler som kretser rundt kjernen

Egenskaper ved atomets partikler

Partikkel	Symbol	Ladning	Masse (u)	Plassering
Proton	p⁺	+1	1	Kjerne
Nøytron	n⁰	0	1	Kjerne
Elektron	e⁻	−1	~0 (1/1836)	Elektronskall

Viktig: Antall protoner = antall elektroner i et nøytralt atom (ingen total ladning).

✏️Eksempel 1: Atomets bestanddeler

Et karbonatom (C) har 6 protoner, 6 nøytroner og 6 elektroner.

a) Hva er den totale ladningen til atomet?
b) Hvor stor del av atomets masse utgjøres av elektronene?

Løsning:

a) Ladning fra protoner: $6 \cdot (+1) = +6$
Ladning fra elektroner: $6 \cdot (-1) = -6$
Total ladning: $+6 + (-6) = 0$

Atomet er nøytralt (ingen total ladning).

b) Masse fra protoner og nøytroner: $6 + 6 = 12$ u
Masse fra elektroner: $\displaystyle 6 \cdot \frac{1}{1836} \approx 0{,}003$ u

Elektronene utgjør kun ca. $\displaystyle \frac{0{,}003}{12} \approx 0{,}025\%$ av massen.

Nesten all masse er i atomkjernen!

📝Oppgave 1-1

Fyll ut tabellen for de følgende atomene:

Helium (He): 2 protoner, 2 nøytroner. Hvor mange elektroner?

Oksygen (O): 8 protoner, 8 elektroner. Hva er total ladning?

Nitrogen (N): 7 protoner, 7 nøytroner, 7 elektroner. Hva er massen (ca)?

Løs oppgaven

Atomnummer og massetal

Atomnummer (Z)

Atomnummeret er antall protoner i atomkjernen. Dette definerer hvilket grunnstoff det er.

- Hydrogen har alltid 1 proton (Z = 1)
- Karbon har alltid 6 protoner (Z = 6)
- Oksygen har alltid 8 protoner (Z = 8)

Massetal (A)

Massetallet er summen av protoner og nøytroner i kjernen:

$A = \text{antall protoner} + \text{antall nøytroner}$

Nuklidnotasjon

Vi skriver atomer slik:

^{A}_{Z}\text{X}

- X = grunnstoffets symbol
- A = massetal (oppe til venstre)
- Z = atomnummer (nede til venstre)

Eksempel: $^{12}_{6}\text{C}$ betyr karbon med massetal 12 og atomnummer 6.

Finne antall nøytroner

\text{Antall nøytroner} = A - Z

✏️Eksempel 2: Atomnummer og massetal

Betrakt natrium-atomet $^{23}_{11}\text{Na}$ .

a) Hvor mange protoner har atomet?
b) Hvor mange nøytroner har atomet?
c) Hvor mange elektroner har atomet (hvis det er nøytralt)?

Løsning:

a) Atomnummeret Z = 11, så atomet har 11 protoner.

b) Massetal A = 23
Antall nøytroner = A − Z = 23 − 11 = 12 nøytroner

c) Nøytralt atom → like mange elektroner som protoner = 11 elektroner

📝Oppgave 1-2

Bestem antall protoner, nøytroner og elektroner for hvert atom:

^{16}_{8}\text{O}

^{27}_{13}\text{Al}

^{39}_{19}\text{K}

^{56}_{26}\text{Fe}

Isotoper

Isotoper er atomer av samme grunnstoff (samme Z) som har ulikt antall nøytroner (ulikt A).

Eksempel: Karbonisotoper

Karbon har tre naturlige isotoper:

- $^{12}_{6}\text{C}$ – 6 protoner, 6 nøytroner (98,9% av naturlig karbon)
- $^{13}_{6}\text{C}$ – 6 protoner, 7 nøytroner (1,1%)
- $^{14}_{6}\text{C}$ – 6 protoner, 8 nøytroner (sporstoff, radioaktiv)

Alle tre er karbon fordi de har 6 protoner, men de har ulik masse.

Relativ atommasse

Relativ atommasse (Aᵣ) er et vektet gjennomsnitt av isotopmassene:

$A_r = \sum (\text{massetal} \times \text{forekomst})$

For karbon: $A_r(\text{C}) \approx 12{,}01$ u (se periodesystemet)

✏️Eksempel 3: Isotoper

Klor har to stabile isotoper:
- $^{35}_{17}\text{Cl}$ med forekomst 75,8%
- $^{37}_{17}\text{Cl}$ med forekomst 24,2%

Beregn relativ atommasse for klor.

Løsning:

$A_r(\text{Cl}) = 35 \times 0{,}758 + 37 \times 0{,}242$
$= 26{,}53 + 8{,}95$
$= 35{,}48 \text{ u}$

Relativ atommasse for klor er ca. 35,5 u (sjekk periodesystemet!).

📝Oppgave 1-3

Oppgaver om isotoper:

Er $^{16}_{8}\text{O}$ og $^{18}_{8}\text{O}$ isotoper? Forklar.

Hvor mange nøytroner har $^{18}_{8}\text{O}$ ?

Hydrogen har to isotoper: $^{1}_{1}\text{H}$ (99,985%) og $^{2}_{1}\text{H}$ (0,015%). Beregn Aᵣ(H).

Løs oppgaven

Periodesystemets grunnstruktur

Periodesystemet er en systematisk ordning av alle grunnstoffene etter økende atomnummer.

Oppbygging

- Perioder (horisontale rader): 7 perioder nummerert 1–7
- Grupper (vertikale kolonner): 18 grupper nummerert 1–18

Viktige grupper

Gruppe	Navn	Eksempler
1	Alkalimetaller	Li, Na, K
2	Jordalkalimetaller	Be, Mg, Ca
17	Halogener	F, Cl, Br, I
18	Edelgasser	He, Ne, Ar, Kr

Hovedgrupper vs overgangsmetaller

- Hovedgrupper: Gruppe 1, 2 og 13–18
- Overgangsmetaller: Gruppe 3–12

Informasjon i periodesystemet

Hver rute inneholder:

- Symbol (f.eks. Na)
- Atomnummer Z (f.eks. 11)
- Relativ atommasse Aᵣ (f.eks. 22,99)

- Navn (f.eks. Natrium)

✏️Eksempel 4: Periodesystemet

Bruk periodesystemet til å svare på:

a) Hvilken periode tilhører natrium (Na)?
b) Hvilken gruppe tilhører klor (Cl)?
c) Hva er atomnummeret til jern (Fe)?

Løsning:

a) Natrium (Na) har Z = 11 og ligger i periode 3.

b) Klor (Cl) har Z = 17 og ligger i gruppe 17 (halogenene).

c) Jern (Fe) har atomnummer Z = 26.

📝Oppgave 1-4

Bruk periodesystemet til å svare:

Hvilken gruppe tilhører kalium (K)?

Hvilken periode tilhører aluminium (Al)?

Hva er symbolet for grunstoffet med Z = 17?

Nevn to edelgasser.

Løs oppgaven

Oppsummering

Atomets bestanddeler:
- Protoner (p⁺): Positiv ladning, masse 1 u, i kjernen
- Nøytroner (n⁰): Nøytral, masse 1 u, i kjernen
- Elektroner (e⁻): Negativ ladning, neglisjerbar masse, i skall

Atomnummer og massetal:
- Atomnummer Z = antall protoner
- Massetal A = protoner + nøytroner
- Nuklidnotasjon: $^{A}_{Z}\text{X}$

Isotoper:
- Samme Z, ulik A
- Samme grunnstoff, ulik masse

Periodesystemet:
- 7 perioder (horisontalt)
- 18 grupper (vertikalt)
- Ordnet etter økende atomnummer

📝Oppgave 1-5

Blandede oppgaver:

Et atom har 17 protoner og 18 nøytroner. Hva er massetallet?

Hvilket grunnstoff har 20 protoner?

^{24}_{12}\text{Mg}

^{25}_{12}\text{Mg}

er isotoper. Hva er forskjellen?

Hvor mange elektroner har et nøytralt fluor-atom (F, Z = 9)?

Løs oppgaven

📝Oppgave 1-6

Fyll ut tabellen:

Symbol: N, Z = ?, A = 14, nøytroner = ?

Symbol: ?, Z = 11, A = 23, nøytroner = ?

Symbol: S, Z = ?, A = 32, nøytroner = ?

📝Oppgave 1-7

Utfordringsoppgaver:

Bor har to isotoper: $^{10}_{5}\text{B}$ (19,9%) og $^{11}_{5}\text{B}$ (80,1%). Beregn Aᵣ(B).

Et atom har 26 elektroner og 30 nøytroner. Hva er nuklidnotasjonen?

Hvilken gruppe og periode tilhører svovel (S)?

Løs oppgaven

Partikkel

Symbol

Ladning

Masse (u)

Plassering

Proton

p⁺

Kjerne

Nøytron

n⁰

Kjerne

Elektron

e⁻

−1

~0 (1/1836)

Elektronskall

Gruppe

Navn

Eksempler

Alkalimetaller

Li, Na, K

Jordalkalimetaller

Be, Mg, Ca

Halogener

F, Cl, Br, I

Edelgasser

He, Ne, Ar, Kr