Tiivistelmä

Alkuaineista happamuuteen

ATOMIN ydin koostuu nukleoneista eli positiivisista protoneista (p+) ja varauksettomista, neutraaleista neutroneista (n0). Niels Bohrin atomimallin mukaan ydintä kiertävät negatiiviset elektronit (e-) ympyräradoillaan. Atomi on varaukseton, koska protoneja ja elektroneja yhtä paljon. Protonien ja neutronien massat ovat yhtä suuret, mutta elektronien massa on vähäinen.

JÄRJESTYSLUKU kertoo protonien ja samalla myös elektronien lukumäärän atomissa. MASSALUKU tarkoittaa ydinhiukkasten yhteismäärää eli protonien ja neutronien summaa.

esim. tritium

ALKUAINEEN atomit ovat keskenään samanlaisia eli sisältävät yhtä monta protonia (elektronia). Neutronien määrät vaihtelevat. Alkuaineen isotoopeilla on sama järjestysluku mutta eri massaluku.

ALKUAINEIDEN JAKSOLLISESSA JÄRJESTELMÄSSÄ alkuaineet on järjestetty protonien määrän mukaan ja allekkain on asetettu alkuaineet, joilla on samankaltaisia ominaisuuksia.

JAKSO tarkoittaa vaakariviä. Se ilmaisee elektronikuorten lukumäärän (1.-7.) eli atomin karkean suuruusluokan. Kuorelle mahtuvien elektronien määrä saadaan kaavalla 2n2 (n= kuoren numero).

Esim. 3. kuori voi sisältää enintään 2·32 = 2·3·3 = 18 el.

RYHMÄ tarkoittaa pystysaraketta. Ryhmänumero ilmaisee ulkoelektronien lukumäärän (I-VIII). Saman pääryhmän alkuaineilla on samankaltaiset kemialliset ominaisuudet ja reaktiot, koska ulkokuoren elektronirakenne on sama. PÄÄRYHMÄT ovat I Alkalimetallit, II Maa-alkalimetallit, III Booriryhmä, IV Hiiliryhmä, V Typpiryhmä, VI Happiryhmä, VII Halogeenit ja VIII Jalokaasut.

OKTETTI on kahdeksan ulkoelektronin pysyvä tila, johon kaikki atomit pyrkivät kemiallisilla reaktioilla. Jalokaasut eivät reagoi helposti, koska niillä on oktettirakenne.

IONI on varauksellinen hiukkanen. Kun atomi ottaa vastaan elektroneja (e- > p+), syntyy negatiivinen ioni. Kun atomi luovuttaa elektroneja (e- < p+), syntyy positiivinen ioni.

I ryhmä -> +1 ionit, II ryhmä -> +2 ionit, VI ryhmä -> -2 ionit VII ryhmä -> -1 ionit

IONIYHDISTEET ELI SUOLAT koostuvat positiivisista ja negatiivisista ioneista, joiden välillä on sähköinen vetovoima. (Samanmerkkiset varaukset hylkivät toisiaan, poistovoima eli repulsio.) Suolojen kaavoissa positiivinen ioni kirjoitetaan ennen negatiivista ja varaukset menevät tasan (on yhtä paljon + ja – varauksia). Ionien lukumäärät näkyvät kemiallisten merkkien oikeassa alakulmassa. Esim. alumiinioksidissa Al2O3 on kaksi Al3+ ja kolme O2- ionia. (Varaus oik. yläkulmassa.)

Negatiivisilla ioneilla on aina IDI- tai AATTI- pääte. Esim. Cl- kloridi, Br- bromidi, O2- oksidi,

S2- sulfidi, NO3- nitraatti, SO42- sulfaatti, CO32- karbonaatti, PO43- fosfaatti.

MOLEKYYLIYHDISTEISSÄ atomeilla on yhteisiä elektronipareja eli atomit pääsevät oktettiin jakamalla elektroneja. Molekyyliyhdisteissä voi olla yksin-, kaksin- ja kolminkertaisia kovalenttisia sidoksia. Atomien lukumäärät näkyvät kemiallisten merkkien oikeassa alakulmassa.

Esim. hiilidioksidissa CO2 on yksi hiili- ja kaksi happiatomia.

SÄHKÖNJOHTAVUUS on tyypillistä ioniyhdisteiden (mm. suolat, hapot ja emäkset) vesiliuok-sille ja sulatteille. Myös metallit johtavat hyvin sähköä. Molekyyliyhdisteet eivät johda sähköä.

Vesiliuoksessa HAPPAMUUDEN aiheuttavat happojen luovuttamat vetyionit H+ eli protonit, jotka liittyvät vesimolekyyleihin muodostaen oksoniumioneja H3O+. Happojen nimissä on HAPPO-pääte ja kem.kaavoissa usein ensimmäisenä vetyä.

Vesiliuoksessa EMÄKSISYYDEN aiheuttavat emäksien vapauttamat hydroksidi-ionit OH-. Emäksien nimissä on HYDROKSIDI-pääte ja kem.kaavat yleensä päättyvät OH-ryhmään.

Hapot ja emäkset ovat syövyttäviä aineita väkevinä liuoksina. Tavallisia happoja ja emäksiä: HCl suolahappo, HNO3 typpihappo, H2SO4 rikkihappo, H2CO3 hiilihappo, H3PO4 fosforihappo, NaOH natriumhydroksidi, KOH kaliumhydroksidi, Ca(OH)2 kalsiumhydroksidi, Mg(OH)2 magnesiumhydroksidi. Happamia aineita ovat myös monet marjat, hedelmät ja virvoitusjuomat. Emäksisiä aineita käytetään kodeissa pesuaineina.

HAPPO-EMÄSINDIKAATTORI on aine, joka värinmuutoksella osoittaa liuoksen happamuuden tai emäksisyyden. Esim. lakmus, fenoliftaleiini, BTS, viherpuna, metyylipuna. Monet marjat, tee, punajuuri ja punakaali vaihtavat väriä happamuuden mukaan.

pH-luku kuvaa liuoksen happamuutta (emäksisyyttä) eli oksoniumionien (hydroksidi-ionien) määrää. Se voidaan määrittää karkeasti yleisindikaattoripaperilla ja tarkemmin pH-mittarilla. Liuos on neutraali pH-arvon ollessa n. 7. Liuos on sitä happamampi, mitä lähempänä ollaan nollaa, ja sitä emäksisempi, mitä lähempänä ollaan lukua 14.

NEUTRALOITUMISREAKTIOSSA muodostuu suolaa hapon (oksoniumionien) ja emäksen (hydroksidi-ionien) reagoidessa keskenään. H3O+ + OH- -> 2 H2O. Jos ioneja on yhtä paljon, syntyy neutraali liuos.

HAPPO + EMÄS -> SUOLA + VESI esim. HCl + NaOH -> NaCl + H2O

EPÄJALOT METALLIT liukenevat happoihin, jolloin vapautuu herkästi syttyvää vetykaasua.

HAPPO + METALLI -> SUOLA + VETY esim. 2HCl + Ca -> CaCl2 + H2

Metallioksidit ovat emäksisiä (Mg, Na) ja epämetallioksidit ovat happamia (S, N, C).

Luonnon happamoituminen: syyt (ilman CO2 ja fossiilisten polttoaineiden käyttö), synty (CO2, SO2, SO3, NOx, muodostavat happoja), seuraukset (harsuuntuminen, juurituhot, sienirihmastojen ja eliöiden kuoleminen, välttämättömien ravinteiden huuhtoutuminen, myrkyllisten raskasmetallien liukeneminen Al, Cd)

Puskurointikyky: kyky vastustaa happamuuden muutoksia, pH ei muutu pienten happo- tai emäslisäyksien jälkeen (maito, veri, luonnon vedet).