Aineet ja niiden tutkiminen

0. Kemian maailma

- ammatit, joissa käytetään kemiaa: sairaanhoito, apteekkityö, teollisuus, siivoojat, tuotekehittely,...
- mitä kemikaaleja olet käyttänyt tänään?
- laboratoriotyövälineet


- kemia on kokeellinen luonnontiede
- tutkii aineita, ilmiöitä, aineiden reaktioita
- mitataan, punnitaan, tehdään kokeita
- suure = mitattava ominaisuus (pituus, tilavuus, lämpötila, massa, ...)


1. Turvallisuus

- luokassa olevat turvallisuutta edistävät välineet
  • palovaara (hätäsuihku, sammutin, sammutuspeitto)
  • käryt ja hajut (vetokaappi, kohdepoistot)
  • sähköturvallisuus (virtalähteissä suojajännite, pistorasioiden virtakatkaisin opettajalla, hätä seis -painikkeet)
  • henkilökohtaiset välineet (työtakit, suojalasit, hiukset kiinni)
- turvallisuusohjeet: Maistaminen voi tappaa ja haistaminenkin olla vaarallista!
- varoitusmerkit tulee opetella hyvin



2. Aineiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

- aineen olomuodot ovat kiinteä, neste ja kaasu
- aineen fysikaaliset ominaisuudet
  • väri (vrt. ruokasuola ja kuparisulfaatti)
  • kovuus (vrt. lyijy ja kupari)
  • kiilto (vrt. rauta ja ruostumaton teräs)
  • sulamis- ja kiehumispisteet
  • sähkön- ja lämmönjohtavuus
- aineen kemialliset ominaisuudet
  • haju
  • maku
  • liukoisuus
  • happamuus
  • reaktiivisuus
- aineita kehitetään koko ajan lisää


3. Atomimallit

- kaikki aineet koostuvat atomeista
- atomimalli on yksinkertaistus atomeista
- pallomalli
- sisäisen rakenteen malli (ent. Bohrin atomimalli)
- atoimiosat: ydin ja elektroniverho
- ydin = protonit (positiivinen varaus) ja neutronit (ei varausta)
- elektroniverhossa on elektroneja, joilla on negatiivinen varaus
- protoneja ja elektroneja on yhtä paljon
- atomin paino on lähes kokonaan sen ytimessä, elektroniverho on suhteellisen kaukana ytimestä

KATSO: Kuinka pieni atomi oikeastaan onkaan? (Englanniksi)

SIMULAATIO: Rakenna atomeja

4. Alkuaineet

- kaikki aine koostuu vähän yli sadasta alkuaineesta
- alkuaineen kaikissa atomeissa on yhtä monta protonia
- protonien määrä = JÄRJESTYSLUKU = määrää, mikä alkuaine on kyseessä
- alkuaineella on kansainvälinen kemiallinen merkki (H, O, N, F, S, I, C, Cu, Fe, Ne, He, ...)
- alkuaineiden neutronien määrä voi vaihdella (eri isotoopit)
- alkuaineiden merkinnät
  • 2H kaksi vetyatomia
  • H2 molekyyli, jossa kaksi vetyatomia
  • 2H2 kaksi vetymolekyyliä, joissa kummassakin kaksi vetyatomia

5. Yhdisteet

- koostuvat vähintään kahdesta eri alkuaineesta esim.
  • NaCl (natriumkloridi eli ruokasuola)
  • NH4Cl (ammoniumkloridi eli salmiakki)
  • CH4 (metaani eli maakaasu)
  • CO2 (hiilidioksidi)
- yhdisteet aivan erilaisia kuin alkuperäiset alkuaineet
- yhdisteen rakenneosat (molekyylit) keskenään samanlaisia
- yhdisteillä on oma kaava, joka kertoo, mistä alkuaineista ja kuinka monesta atomista tämä koostuu
- esim. C6H12O6 (rypälesokeri) koostuu 6 hiiliatomista, 12 vetyatomista ja 6 happiatomista

- kemiallinen reaktio = yhdisteitä syntyy ja hajoaa
  • 2Mg + O2 -> 2 MgO
SIMULAATIO: Rakenna molekyyli

6. Vesi

- veden olomuodot
  • kiinteä (jää, lumi, kuura)
  • neste (vesi)
  • kaasu (vesihöyry)
- sulamispiste 0oC ja kiehumispiste 100oC
- jään tiheys on pienempi kuin veden (jää kelluu)
- lämmin vesi on kevyempää kuin kylmä, paitsi välillä 4oC -> 0oC vesi kevenee (4oC -asteinen vesi on tiheintä eli painavinta)
- vedellä on pintajännitys (vesimittarit pysyvät pinnalla)
- kapillaari-ilmiö = vesi nousee ohuissa putkissa ylöspäin
- hyvä liuotin
- vesi taittaa valoa
- veden kiertokulku