2.3 Kjemiske bindinger
Ulike typer kjemiske bindinger: ionebindinger, kovalente bindinger og metallbindinger.
50 min
10 oppgaver
IonebindingKovalent bindingMetallbindingElektronnegativitetBindingsstyrke
Din fremgang i kapitlet
0 / 10 oppgaver
Kjemiske bindinger
Vi har lært om atomer og periodesystemet. Men atomer eksisterer sjelden alene i naturen – de bindes sammen med andre atomer og danner molekyler og forbindelser.
Men hvorfor skjer dette? Hvorfor danner atomer bindinger?
I dette kapitlet lærer du:
- Hvorfor atomer danner bindinger (oktettregelen)
- De tre hovedtypene av kjemiske bindinger
- Hvordan bindingstype påvirker stoffers egenskaper
- Hvordan skrive kjemiske formler
Hvorfor danner atomer bindinger?
Atomer "ønsker" å oppnå en stabil elektronkonfigurasjon. Den mest stabile konfigurasjonen er å ha fullt ytterste skall, akkurat som edelgassene (gruppe 18).
Edelgasser er stabile
Edelgassene (helium, neon, argon, osv.) er svært stabile og reagerer nesten aldri med andre atomer. Hvorfor?
- Helium (He): 2 elektroner (fullt første skall)
- Neon (Ne): 10 elektroner (2 i første skall, 8 i andre skall – fullt!)
- Argon (Ar): 18 elektroner (2-8-8 – fullt ytterste skall!)
Alle andre atomer "ønsker" å bli som edelgassene ved å fylle opp ytterste skall. Dette kan de gjøre på tre måter:
1. Gi bort elektroner (metaller)
2. Ta opp elektroner (ikke-metaller)
3. Dele elektroner (ikke-metaller med ikke-metaller)
Oktettregelen
Oktettregelen sier at atomer "streber" etter å få 8 elektroner i ytterste skall (eller 2 for hydrogen og helium).
Dette gjør dem stabile, akkurat som edelgassene.
Eksempel: Oksygen har 6 elektroner i ytterste skall. For å få 8, må det enten ta opp 2 elektroner eller dele elektroner med andre atomer.
Ionebinding – elektronoverføring
Når et metall møter et ikke-metall, skjer det en overføring av elektroner.
Hvordan fungerer det?
Eksempel: Natrium + Klor → Natriumklorid (bordsalt)
- Natrium (Na): 11 elektroner (2-8-1)
- "Ønsker" å bli kvitt 1 elektron i ytterste skall
- Blir til Na⁺ (positivt ladet ion, eller kation)
- Klor (Cl): 17 elektroner (2-8-7)
- "Ønsker" 1 elektron til for å få 8 i ytterste skall
- Blir til Cl⁻ (negativt ladet ion, eller anion)
Når natrium gir sitt elektron til klor, oppnår begge fullt ytterste skall!
Ionebinding = tiltrekningskraft
Når Na⁺ (positiv) og Cl⁻ (negativ) dannes, tiltrekker de hverandre (fordi motsatte ladninger tiltrekker hverandre). Denne tiltrekningskraften er ionebindingen.
Ioner
Ion: Et atom som har fått eller mistet elektroner, og derfor har blitt elektrisk ladet.
- Kation: Positivt ladet ion (har mistet elektroner). Dannes av metaller.
- Eksempel: Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺
- Anion: Negativt ladet ion (har tatt opp elektroner). Dannes av ikke-metaller.
- Eksempel: Cl⁻, O²⁻, N³⁻
✏️Eksempel: Magnesiumoksid (MgO)
Magnesium (Mg) har 12 elektroner (2-8-2).
Oksygen (O) har 8 elektroner (2-6).
Hvordan dannes ionebinding mellom Mg og O?
Steg 1: Magnesium gir fra seg 2 elektroner
Mg har 2 elektroner i ytterste skall. For å få fullt skall (8), må det gi fra seg 2 elektroner.
Mg → Mg²⁺ + 2e⁻
Nå har Mg²⁺ elektronkonfigurasjon 2-8 (fullt ytterste skall!)
Steg 2: Oksygen tar opp 2 elektroner
O har 6 elektroner i ytterste skall. For å få 8, må det ta opp 2 elektroner.
O + 2e⁻ → O²⁻
Nå har O²⁻ elektronkonfigurasjon 2-8 (fullt ytterste skall!)
Steg 3: Ionebinding dannes
Mg²⁺ (positiv) og O²⁻ (negativ) tiltrekker hverandre og danner MgO (magnesiumoksid).
Kjemisk formel: MgO
Kovalent binding – deling av elektroner
Når to ikke-metaller møtes, er ingen av dem villige til å gi fra seg elektroner. I stedet deler de elektroner.
Hvordan fungerer det?
Eksempel: Hydrogen + Hydrogen → Hydrogenmolekyl (H₂)
- Hydrogen (H): 1 elektron
- "Ønsker" 2 elektroner i ytterste skall (som helium)
Når to hydrogenatomer møtes, deler de elektronene sine. De har nå 2 elektroner til felles (et elektronpar), og begge atomene "føler" at de har 2 elektroner i ytterste skall.
Dette felles elektronparet er kovalent binding.
Enkelt-, dobbelt- og trippelbinding
Atomer kan dele ett, to eller tre elektronpar:
- Enkeltbinding: 1 elektronpar deles (H₂, Cl₂)
- Dobbeltbinding: 2 elektronpar deles (O₂, CO₂)
- Trippelbinding: 3 elektronpar deles (N₂)
Eksempel: Oksygen (O₂)
Hvert oksygenatom har 6 elektroner i ytterste skall. De "ønsker" 8.
Hvis to oksygenatomer deler 2 elektronpar (dobbeltbinding), oppnår begge 8 elektroner i ytterste skall.
Kjemisk formel: O₂ (eller O=O med dobbeltbinding)
Molekyl
Molekyl: To eller flere atomer som er bundet sammen med kovalente bindinger.
Eksempler:
- H₂ (hydrogenmolekyl) – 2 hydrogenatomer
- H₂O (vannmolekyl) – 2 hydrogen og 1 oksygen
- CO₂ (karbondioksidmolekyl) – 1 karbon og 2 oksygen
- C₆H₁₂O₆ (glukose) – 6 karbon, 12 hydrogen, 6 oksygen
✏️Eksempel: Vann (H₂O)
Hydrogen (H) har 1 elektron.
Oksygen (O) har 6 elektroner i ytterste skall.
Hvordan dannes vann (H₂O) gjennom kovalente bindinger?
Steg 1: Oksygen trenger 2 elektroner
Oksygen har 6 elektroner i ytterste skall. For å få 8, trenger det 2 elektroner til.
Steg 2: Hydrogen trenger 1 elektron
Hydrogen har 1 elektron. For å få 2 (fullt første skall), trenger det 1 elektron til.
Steg 3: Deling av elektroner
Oksygen deler 1 elektron med det første hydrogenatomet → 1 kovalent binding
Oksygen deler 1 elektron med det andre hydrogenatomet → 1 kovalent binding
Resultat:
- Oksygen har nå 8 elektroner i ytterste skall (6 egne + 2 delte)
- Hvert hydrogen har 2 elektroner (1 eget + 1 delt)
Kjemisk formel: H₂O
Visualisering:
``
H
|
O
|
H
Dette er vannmolekylet – et av de viktigste molekylene på jorden!
Metallbinding – elektronsky
I metaller er atomene ordnet i et fast gitter (en regelmessig struktur). Elektronene i ytterste skall er løse og kan bevege seg fritt mellom atomene.
Elektronsky-modellen
Vi kan tenke på metallbindingen som:
- Positive metallioner (atomkjerner med indre elektroner)
- En sky av frie elektroner som holder ionene sammen
Disse frie elektronene gjør at metaller:
- Leder elektrisk strøm (elektronene kan bevege seg)
- Leder varme (elektronene overfører energi)
- Er formbare (atomene kan gli forbi hverandre uten at bindingene brytes)
Metallbinding
Metallbinding: Bindingen mellom metallatomer i et metallgitter, der frie elektroner holder positive metallioner sammen.
Kjennetegn:
- Frie elektroner (elektronsky)
- Gir metaller deres spesielle egenskaper (ledningsevne, formbarhet)
Sammenligning av bindingstyper
| Bindingstype | Mellom | Hva skjer | Eksempel | Egenskaper |
|---|---|---|---|---|
| Ionebinding | Metall + Ikke-metall | Elektronoverføring | NaCl, MgO | Høyt smeltepunkt, sprø, leder strøm i oppløsning |
| Kovalent binding | Ikke-metall + Ikke-metall | Elektronpar deles | H₂O, CO₂, H₂ | Lavere smeltepunkt, leder ikke strøm |
| Metallbinding | Metall + Metall | Elektronsky | Fe, Cu, Al | Leder strøm og varme, formbar |
Hvordan bestemme bindingstype?
1. Er begge atomene metaller?
→ Metallbinding
2. Er det ett metall og ett ikke-metall?
→ Ionebinding
3. Er begge atomene ikke-metaller?
→ Kovalent binding
Molekyler og kjemiske formler
En kjemisk formel viser:
- Hvilke atomer molekylet inneholder
- Hvor mange av hvert atom
Eksempler
- H₂O: 2 hydrogen, 1 oksygen (vann)
- CO₂: 1 karbon, 2 oksygen (karbondioksid)
- C₆H₁₂O₆: 6 karbon, 12 hydrogen, 6 oksygen (glukose/sukker)
- NaCl: 1 natrium, 1 klor (bordsalt)
Hvordan lese formler
Tallet etter symbolet viser antall atomer av det elementet.
- H₂O → H₂ (2 hydrogen) + O (1 oksygen)
- CO₂ → C (1 karbon) + O₂ (2 oksygen)
Hvis det ikke er noe tall, er det 1 atom av det elementet.
📝Oppgave 2.3.1
Hva sier oktettregelen?
📝Oppgave 2.3.2
Hva er et kation?
📝Oppgave 2.3.3
Hvilken type binding dannes mellom to ikke-metaller?
📝Oppgave 2.3.4
Natriumklorid (NaCl) består av natrium (Na) og klor (Cl).
Natrium er et metall i gruppe 1.
Klor er et ikke-metall i gruppe 17.
a) Hvilken type binding dannes mellom Na og Cl?
b) Beskriv hva som skjer med elektronene når bindingen dannes.
📝Oppgave 2.3.5
Oksygengass (O₂) består av to oksygenatomer bundet sammen.
Oksygen er et ikke-metall med 6 elektroner i ytterste skall.
a) Hvilken type binding dannes mellom de to oksygenatomene?
b) Hvor mange elektronpar deles? (Enkelt-, dobbelt- eller trippelbinding?)
📝Oppgave 2.3.6
Jern (Fe) er et metall som brukes i alt fra biler til bygninger.
a) Hvilken type binding holder jernatomer sammen i et stykke jern?
b) Forklar hvorfor jern kan lede elektrisk strøm.
📝Oppgave 2.3.7
Kalsiumoksid (CaO) dannes når kalsium (Ca) reagerer med oksygen (O).
Kalsium er et metall i gruppe 2 med 20 elektroner (2-8-8-2).
Oksygen er et ikke-metall i gruppe 16 med 8 elektroner (2-6).
a) Hvilken type binding dannes?
b) Beskriv hva som skjer med elektronene.
c) Skriv ionene som dannes.
📝Oppgave 2.3.8
Klorgass (Cl₂) består av to kloratomer bundet sammen.
Klor har 17 elektroner (2-8-7).
a) Hvor mange elektroner har klor i ytterste skall?
b) Hvor mange elektroner trenger klor for å oppfylle oktettregelen?
c) Tegn en forenklet Lewis-struktur som viser hvordan de to kloratomene deler elektroner.
📝Oppgave 2.3.9
Karbondioksid (CO₂) består av 1 karbonatom og 2 oksygenatomer.
Karbon har 6 elektroner (2-4).
Oksygen har 8 elektroner (2-6).
a) Hvor mange elektroner har karbon i ytterste skall?
b) Hvor mange elektroner har oksygen i ytterste skall?
c) Tegn en forenklet struktur som viser bindingene i CO₂.
📝Oppgave 2.3.10
Du har tre stoffer:
- Stoff A: Natriumklorid (NaCl) – ionebinding
- Stoff B: Vann (H₂O) – kovalent binding
- Stoff C: Kobber (Cu) – metallbinding
a) Hvilket stoff leder elektrisk strøm i fast form?
b) Hvilket stoff har lavest smeltepunkt?
c) Forklar hvorfor ioneforbindelser som NaCl leder strøm når de løses i vann, men ikke i fast form.