Lektions anteckningar Atom o kärnfysik ht 11

Lektions anteckningar Atom o kärnfysik ht 11
Lektion 1
Atom (grundämnen)
Atomer består av en slags atomer,
en atom består av
• protoner + (plusladdad),
• neutroner (neutralt laddad) och
• elektroner – (minusladdad)
elektronerna sitter uppdelade i skal, första skalet kallas K och är fullt med 2
elektroner, 2:a skalet kallas L och är fullt med 8 elektroner, 3:de skalet kallas M
skalet och är fullt vid 18 elektroner.
Molekyl
Molekyler består av två eller flera grundämnen. Ex Vatten H2O H = väte, 2 st och O = Syre
1 st
Periodiska systemet
De ämnen som sitter i samma rad vågrätt kalas för en period ex (Li, Be, O och Ne), de har
alla samma antal elektron skal
De som sitter i samma rad lodrätt kallas för en grupp (ex Li, H, Na), de har lika många
elektroner i sitt yttre skal (de i yttre skalet kallas valens elektroner) Den högra gruppen
nummer 18 innehåller så kallade ädelgaser, de har alla fullt yttreskal.
Valenselektroner är de elektroner som finns i ett inte fullt yttreskal.
Atom numret talar om för oss vilken plats grundämnet har i periodiska systemet, samt hur
många protoner, respektive elektroner ämnet har.
Väte H nr 1: 1 proton, 1 elektron
Helium He nr 2: 2 protoner, 2 elektroner
Antalet neutroner i ett grundämne kan variera, Masstalet talar om antalet partiklar
(protoner+ neutroner) som finns i atomkärnan Ett ämne som har olika antal neutroner
kallas isotop.
Exempelvis syre som har nr 8, har alltid 8 protoner. Det kan dock ha masstal 16, då har de
alltså 8 neutroner, de kan även ha masstal 17 och har då 9 neutroner
Elektronkonfiguration = hur elektronerna är fördelade mellan elektronskalen
Elektronskalen innehåller olika antal elektroner
1:a skalet = K skalet max 2 elektroner
2:a skalet = L skalet max 8 elektroner
3:e skalet = M skalet max 18 elektroner
Atomerna strävar efter att bli som ädelgaserna, då släpper de ifrån sig eller tar upp
elektroner = bildar joner. Ex en litium (nr3) jon Li + har släppt en elektron och blir då positivt
laddad, medan syre tar upp 2 elektroner och blir negativt laddad Oxid jon 0² -

Om antalet protoner skiljer blir det nytt grundämne,
Om antalet elektroner skiljer blir det olika joner
Om antalet neutroner skiljer är det olika isotoper
Lektion 2 o 3
Alkalimetaller
Vanliga är Natrium, Litium och Kalium
Alkalimetaller (alla ämnen i grupp 1 utom väte) reagerar lätt med andra ämnen bla syre
klor och vatten. De lämnar då ifrån sig elektronen i det yttersta skalet. Alkalimetaller är
mjuka och går att skära i med kniv.
Halogener
Vanliga är klor, flour, brom och jod. Halogener bildar lätt kemiska föreningar med andra
ämnen, de tar till sig en elektron.
Ädelgaser
Ämnena i grupp 18 är ädelgaser. Deras yttersta elektronskal är fullt. Dessa ämnen är ofta
stabila och lämnar inte eller tar inte upp elektroner.
De andra ämnena försöker bli lika ädelgaserna genom att ta upp eller släppa ifrån sig
elektroner
Joner och jonföreningar
Om ett ämna tar upp en eller flera elektroner blir det negativt laddad, det har bildat en
negativjon
Om ett ämne släpper en eller flera elektroner blir det positivt laddad, det har bildat en
positivjon
Om ett ämne avger elektroner kallas det oxidation
Om ett ämne tar upp elektroner kallas det reduktion
Om joner ska bildas måste det finnas både en elektrongivare och en elektronmottagare,
ett sådant par av ämnen kallas redoxpar
Ett exempel är Natrium och klor. Elektronerna flyttar från natrium till klor och båda
atomerna omvandlas till joner. Efter att ämnena reagerat med varandra är deras tillstånd
mer stabilt-de har uppnått ädelgasstruktur. Natriumklorid är en jonförening. Jonföreningen
innehåller mindre energi än natrium och klor. Energin blev ljus och värme vid reaktionen.
Alla jonföreningar är olika former av salt. Bindningarna mellan joner kallas jonbindningar.

Jonerna hålls samman av väldigt starka elektriska krafter, (därför är det svårt att smälta
salt)
Molekylföreningar
När atomer strävar efter att uppnå ädelgastruktur kan även två eller flera atomer bilda en
grupp-en molekyl. Exempelvis slår sig gärna två väte atomer (H) ihop med en syreatom
(O ) och bildar vatten H2O.
Väteatomerna delar två elektroner med syreatomen. Bindningen mellan atomerna kallas
elektronparbindning (de gemensamma elektronerna bildar elektronpar).
Elektronparbindningar är väldigt starka. Dock är molekylen utåt sett inte laddad och
bindningarna mellan molekylerna är svaga, därför kan dessa föreningar lätt smälta och
koka.
Elektromagnetisk strålning
Elektromagnetisk strålning består av en ström av partiklar som sänds från en källa.
Partiklarna kallas fontoner, de rör sig i vågrörelser, rakt fram tills de stöter på något som
stoppar dem eller de studsar på. Olika ljus uppstår när energi tillförs till atomer och
elektronerna börjar hoppa mellan olika skal.
Våglängd är måttet från vågtopp till vågtopp eller vågdal till vågdal
Synligt ljus har en våglängd på ca 10 -6 m ca 0,001mm
Radiovågor, infrarött ljus och mikrovågor har längre våglängd än synligt ljus
Ultraviolett-, röntgen- och gammastrålning har kortare våglängd än synligt ljus.
Röntgen är elektromagnetisk strålning uppstår då man slår bort en elektron ur en atoms
innersta skal, en elektron från ett yttre skal kommer då hoppa in till den lediga platsen och
röntgenstrålning uppstår. Vi sänder röntgenstrålning genom ex en människa från en

kamera till en annan. Röntgenstrålningen tränger igenom vårt skinn och våra muskler men
inte genom vårt skelett, därför uppstå skelettet som mörka delar på röntgenbilden.
Radioaktivstrålning
Radioaktiva ämnen har instabila atomkärnor och deras atomkärnor kommer att
sönderfalla. Till följd av sönderfallet bildas radioaktiv strålning
Det finns tre former av radioaktivstrålning eller joniserande strålning
α-alfastrålning består av heliumkärnor
β-betastrålning består av elektroner
ɤ-gammastrålning består av energi, med väldigt kort våglängd (10 -13 m)
Vi alfastrålning sänder detradioaktiva ämnet ut heliumkärnor, dvs 2 protoner och 2
neutroner. Om exempelvis Uran med masstal 238 (U92) sänder ut alfa strålning kommer
det att sönder falla och bilda ämnet Thorium med masstal 234 (Th90). 4 partiklar sänds från
uran kärnan vilket ger masstal 238-4=234. Antalet protoner som sänds iväg är två 92-2
=90. Alfastrålning stoppas av ett par vanliga pappersark.
Betastrålning består av elektroner, i den instabila atomkärnan omvandlas en neutron till en
elektron och en proton. Elektronen skickas iväg i form av Betastrålning medan protonen
stannar i atomkärnan. Det radioaktiva ämnet kommer då omvandlas till ämnet med närmst
högre atom nummer. Toruim med masstal 234 (Th90) kommer omvandlas till Protaktinium
med masstal 234 (eftersom en neutron omvandlas till en proton blir masstalet detsamma)
(Pa91)Betastrålning stoppas av trä (ca 3cm tjockt).
Gammastrålning består av energirikstrålning med väldigt kort våglängd, denna strålning
bildas samtidigt som betastrålning. Att den är energirik med kortvåglängd gör att den kan
passera igenom det mesta, den kan göra stor skada i människor. För att stoppa
gammastrålning behövs ca 10 cm tjockt bly.
Radioaktivstrålning kallas även joniserande strålning. Dessa joniserande strålningar kan
slå ut elektroner ur atomer så att joner bildas. Om det händer i våra kroppar kan jonerna
bilda ämnen som är skadliga för oss. Strålning kan även skada generna så att cellerna
börjar dela sig okontrollerat-vi får cancer.