Page 1


4

Innhold Hvordan kan vi bruke lærebok og nettsted? . . . . .

6

Velkommen til fysikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1 Bevegelse I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 11 13 18 26

Bevaringsloven for bevegelsesmengde . . . . . Mer om støt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Impuls og bevegelsesmengde . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30 37 39

6 Fysikk i væsker og gasser . . . . . . . . . . . . . . . .

Enheter og konstanter . . . . . . . . . . . . . . . . . . Posisjon og forflytning . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Akselerasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bevegelseslikningene ved konstant akselerasjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 Kraft og bevegelse I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Krefter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vekselvirkning mellom to legemer: Newtons 3. lov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tyngdekrefter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammenhengen mellom krefter og bevegelse: Newtons 1. og 2. lov . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fjærkraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Friksjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45 46 50 52

Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

122 123

5 Bevegelsesmengde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

129 129 135 140 143 144

Massetetthet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trykk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppdrift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tilstandslikningen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 Termofysikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 62 65 71 72

Indre energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Termofysikkens 1. lov. Energiloven . . . . . . . Kalorimetri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Termofysikkens 2. lov . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 Arbeidsmetoder i fysikk . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77

Observasjoner, hypoteser, eksperimenter, teorier, prøving, feiling, naturlover . . . . . . . Måleusikkerhet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Usikkerhet i sammensatte størrelser . . . . . . . Grafisk utjevning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

77 80 84 89 91 92

Refleksjon. Absorpsjon. Transmisjon . . . . . . Brytning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Totalrefleksjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lysbrytning og farger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

95 95 100 103 107 111 119

9 Bølger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 Energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arbeid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kinetisk energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Potensiell energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mekanisk energi og arbeid . . . . . . . . . . . . . . Loven om bevaring av mekanisk energi . . . . Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 Lys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bølgebevegelse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interferens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Interferens med lys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

147 147 149 157 159 163 170 172 177 178 181 187 195 201 202 207 207 213 219 222 224 225 229 229 235 241 253 255


5

10 Atomfysikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Atomet er sammensatt . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kvanter og fotoner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bohrs teori for hydrogenatomet . . . . . . . . . . Emisjons- og absorpsjonsspektre . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11 Kjernefysikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Atomkjernen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radioaktivitet og kjernereaksjoner . . . . . . . . Radioaktiv omdanning . . . . . . . . . . . . . . . . . Fusjon og fisjon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Utnytting av kjerneenergi . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12 Elektrisitet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektriske krefter og ladninger . . . . . . . . . . . Elektrisk spenning og arbeid . . . . . . . . . . . . Elektrisk strøm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammenhenger mellom strøm og spenning . Kopling av motstander . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektromotorisk spenning. Indre resistans i batterier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektrisk energi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13 Kjemiske stoffer og reaksjoner . . . . . . . . . . . . Grunnstoffer og forbindelser . . . . . . . . . . . . Periodesystemet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elektronfordelingen i atomene . . . . . . . . . . . Kjemiske bindinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Navn på kjemiske forbindelser . . . . . . . . . . . Kjemiske reaksjoner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Stoffmengde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

259 259 263 265 271 277 278

14 Bevegelse II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

281 282 284 291 296 300 303 304

15 Kraft og bevegelse II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

307 308 311 316 321 328 332 334 337 339 345 345 348 352 354 360 363 365 369 371

Bevegelse langs en rett linje . . . . . . . . . . . . . Vektorene fart og akselerasjon . . . . . . . . . . . Bevegelse med konstant akselerasjon . . . . . . Akselerasjonen i sirkelbevegelse . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Newtons tre lover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Krefter på legemer i sirkelbevegelse . . . . . . . Å løse sammensatte mekanikkoppgaver . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16 Statikk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

375 375 380 384 391 394 395 399 399 409 416 421 422

Likevekt ved rotasjon om akse . . . . . . . . . . . Likevektsvilkår . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tyngdepunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sammendrag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oppgaver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

427 427 432 435 439 440

Ordforklaringer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

442

Stikkordregister . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

450

Bildeliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

455

Fasit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

456


6

Hvordan kan vi bruke lærebok og nettsted? Dette læreverket inneholder mange forskjellige elementer som du trenger i læringsprosessen. Her har vi laget en liten «bruksanvisning» som forklarer hvordan de forskjellige elementene kan brukes.

Grunnbok Grunnboka, selve «læreboka», er den boka du leser i nå. Her finner du framstillingen av temaene i studieplanen slik forfatterne har tolket den. Dette er det som ofte kalles «pensumteksten». I tillegg til tekst, figurer og bilder finner du en rekke eksempler med løsning. Eksempler. Eksemplene i grunnboka er utformet som konkrete oppgaver som har direkte tilknytning til stoffet i teksten. Til disse oppgavene står det en detaljert løsning med mellomregninger og forklaringer. Du bør regne eksemplene på papir som en vanlig regneoppgave. Dersom du bare leser løsningen, vil det ofte være viktige detaljer i beregningene som du ikke får med deg! Sokrates-spørsmål. Rundt omkring i kapitlene støter du på noen spørsmål som blir varslet med en Sokrates-logo i margen. Hensikten med disse spørsmålene er å få til nyttige samtaler og friske diskusjoner i auditoriet mens stoffet blir gjennomgått.

www

Henvisning til RSTnett. Når du støter på denne logoen i margen, betyr det at du finner pensumstoff på RSTnett. Det kan for eksempel dreie seg om animasjoner og simuleringer knyttet til det kapittelet du holder på med. Inngangsadressen er http://romstofftidforkurs.cdu.no/ Sammendrag. I slutten av hvert kapittel står det sammendrag av de viktigste tingene vi har arbeidet med i kapittelet. Først når du kan det som står i kapittelet, får du nytte av sammendraget. Oppgaver. Oppgaver for å forstå og trene på pensumstoffet er samlet bakerst i hvert kapittel. Gjør alle oppgavene til hvert delkapittel etter hvert som du er ferdig med å lese det. (I studieboka finner du flere oppgaver du kan bruke til videre trening og til eksamensforberedelse.) Oppgavene merket På egen hånd passer det ofte å gjøre hjemme på kjøkkenet sammen med en medstudent. Bakerst i boka er det fasit til regneoppgavene. På RSTnett finner du tips til alle oppgavene i grunnboka. De kan være nyttige dersom du står fast.


7

Rammestoff. Med jevne mellomrom utover i boka kommer det stoff som ikke direkte er pensum. Vi omtaler dette stoffet som «rammestoff». Avsnittene med rammestoff er ofte presentasjon av aktuell teknologi knyttet til fagstoffet. Noe rammestoff er fysikkforklaringer på naturfenomenter eller reine tekniske opplysninger, ofte i tabellform. Noe av rammestoffet går litt dypere inn i et tema. Ordforklaringer og stikkordregister. Mot slutten av grunnboka finner du en omfattende liste med forklaringer og definisjoner av ord, begreper og fysiske størrelser. Denne oversikten kommer i tillegg til stikkordregisteret bakerst i grunnboka. Ved hjelp av dette registeret finner du hvor i boka et sentralt fagord er definert eller omtalt.

Studiebok Studieboka har samme kapittelinndeling som grunnboka. Til hvert kapittel finner du her: Forsøk. Her kommer først forslag til Innledende fellesforsøk. Hensikten med fellesforsøkene er å gi alle et felles erfaringsgrunnlag som også kan brukes i gjennomgåelsen av det aktuelle kapittelet i grunnboka. Ellers er det mange mindre fysikkforsøk og forslag til «kjøkkenfysikk» – ting som du kan gjennomføre uten avansert fysikkutstyr, og som er egnet til å skape diskusjon, ettertanke og glede over faget. Laboratorieøvinger. Det er to typer laboratorieøvinger. Først for hvert kapittel kommer åpne laboratorieforsøk, deretter kommer mer tradisjonelle laboratorieøvinger med utstyrsliste og en relativt detaljert beskrivelse av framgangsmåten. Merk deg forhåndsoppgavene. Forhåndsoppgaven løser du hjemme før du skal gjennomføre selve laboratorieøvingen. Da vil du være svært godt forberedt på det du skal lære på labben. Oppgaver. Oppgavesamlingen til hvert kapittel bruker du for å øve inn lærestoffet. Her finner du også oppgaver som er velegnet når du skal forberede deg til eksamen. Det er svært mange oppgaver til sammen, så be gjerne læreren om å sette opp en prioritert liste. Bakerst i studieboka er det fasit. På RSTnett finner du fullstendig løsning til noen av oppgavene til hvert kapittel. På RSTnett vil du også finne et utvalg av tidligere eksamensoppgaver med fullstendig løsning. Forelesningsoppgaver. I mekanikk ønsker mange seg ekstra mye oppgavetrening. Forelesningsoppgaver er et knippe introduksjonsoppgaver til hvert mekanikkapittel. Kanskje gjør du disse oppgavene når du forbereder deg til forelesningen, kanskje foreleseren gir deg disse oppgavene i forelesningen, eller kanskje du gjør dem like etter forelesningen for å fordøye stoffet. Disse oppgavene er altså et tillegg til kapitteloppgavene i grunnboka.


8

RSTnett RSTnett er nettsidene til læreverket Rom Stoff Tid. Gå inn fra http://romstofftidforkurs.cdu.no/. Til hvert kapittel finner du her:

www

Grunnbokhenvisninger. Flere sider i grunnboka er merket med dette symbolet. Det betyr at vi anbefaler deg å bruke stoffet som det henvises til, aktivt i arbeidet med kapittelet. Symbolet viser mest til viktige animasjoner og simuleringer med opplegg for hvordan de skal brukes. Oppgavetips. Til hver eneste oppgave i grunnboka har vi laget tips for hvordan oppgaven kan løses. Tipsene inneholder faglige råd og råd om føring, og de er utformet slik at du selv skal kunne løse oppgaven når du arbeider uten lærer på skolen eller arbeider hjemme. På denne måten blir du ikke så lett sittende fast når du arbeider med oppgaveløsning. Løste oppgaver. Til hvert kapittel er det laget 5–10 pdf-filer som inneholder fullstendig løsning til sentrale oppgaver i studieboka eller andre regnede eksempler. De løste studiebokoppgavene er nummerert med samme nummer som i studieboka. De øvrige eksemplene, som ikke stammer fra studieboka, har nummer fra 500 og oppover. Nettoppgaver. Simuleringer og animasjoner er et flott verktøy når en skal lære fysikk. Vi har derfor laget en serie nettoppgaver som tar utgangspunkt i en simulering, og som inneholder konkrete forslag til hvordan du skal bruke den. Kapitteltest. Dette er en selvrettende test som du kan ta for å teste deg selv etter at du er ferdig med førstegangsgjennomgåelsen av kapittelet. Mer om ... Dette er henvisninger til annet ressursstoff knyttet til kapittelet, i form av pdf-filer eller netthenvisninger. Du finner også biografier og historisk materiale under denne fanen. Eksamensoppgaver. På RSTnett finner du også en samling med eksamensoppgaver som er gitt til forkurseksamen i fysikk. Tabell. En gratis fysikktabell som kan lastes ned i pdf-format, finner du også på nettsidene.


Velkommen til fysikk

9

Velkommen til fysikk Fysikkfaget handler om å observere, beskrive og prøve å forstå naturen, fra de minste byggesteinene i atomene til stjernene og universet som helhet. Det betyr at fysikken prøver å svare på slike spørsmål som disse: Hvorfor faller en stein til bakken når vi slipper den? Hva er det som foregår når lynet slår ned? Hva er det som holder månen i bane rundt jorda? Hvordan er alle ting bygd opp, eller sagt på en annen måte: Hva er de grunnleggende byggesteinene i den materielle verden? Hva slags krefter er det som virker i naturen? Kan vi vite noe om hvor gammel jorda er? Hvordan har de ulike grunnstoffene oppstått? Men fysikken handler ikke bare om å finne svar på spørsmål om store og små fenomener i naturen. Fysikken og dens ektefødte barn teknologien representerer også en viktig del av grunnlaget for vår materielle levestandard og for de forandringene som foregår i samfunnet. Det er vanskelig å tenke seg noe fenomen i moderne tid som har forandret menneskesamfunnene så mye som teknologi knyttet til elektrisitet og magnetisme. Det store gjennombruddet på dette området kom i 1830-åra da prinsippene for produksjon av elektrisk strøm i generatorer ble klarlagt. Sammen med matematikken har fysikkfaget også spilt en grunnleggende rolle i utviklingen av datamaskiner og informasjonsteknologi. Andre områder der fysikkunnskaper spiller en sentral rolle, er biologi og medisinsk teknologi. Fra medisinsk teknologi kjenner vi for eksempel ultralyd, røntgenbildeapparater, CT- og MR-maskiner som kan ta bilder av det indre av kroppen vår. Når fysikere skal forklare hva fysikken handler om, er det lett å bare ta med det positive. Men vi må også ta med de mørke sidene som har fulgt i kjølvannet av at vi stadig har fått mer innsikt i hvordan naturen fungerer. Her tenker vi først og fremst på den nære koplingen vi alltid har hatt mellom kunnskaper i fysikk og teknologi og utviklingen av stadig nye våpentyper. Videre bør vi ta med at energiforbruket og måten vi lever på i den industrialiserte delen av verden, har gitt mye forurensning og har negativ innvirkning på klimaet og det biologiske mangfoldet, slik at hele den økologiske balansen på kloden kan være i fare. På den annen side er kunnskaper i fysikk og utvikling av ny teknologi av avgjørende betydning for å løse energi- og miljøproblemene våre slik at kloden blir et godt sted å bo for kommende generasjoner.

I have most bitterly regretted that I didn’t study physics when I was at school, because it is the key to the most exciting research and discoveries of our time, and physicists are the adventurers and risktakers. Young people who study physics can expect to find themselves at the frontier of human thought. Den britiske forfatteren Doris Lessing

Fysikken er menneskeverk. Det er mange menn og kvinner som opp gjennom århundrene har bidratt til fysikkens utvikling. Fotografiene til venstre viser tre av disse: Albert Einstein, som vel var den største fysikeren i forrige århundre, den danske fysikeren Niels Bohr og den amerikanske astronomen Vera Rubin.


44

2 Kraft og bevegelse I

En dag drømte jeg, Chuang Tse, at jeg var en sommerfugl, en flagrende sommerfugl som muntert fulgte sitt instinkt. Jeg visste ikke at jeg var Chuang Tse. Plutselig våknet jeg, og med et sjokk var jeg Chuang Tse. Nå vet jeg ikke om jeg er Chuang Tse som drømte at jeg var en sommerfugl, eller om jeg er en sommerfugl som drømmer at jeg er Chuang Tse. Mellom Chuang Tse og en sommerfugl er det selvsagt en forskjell. Men dette er det man kaller tingenes forvandling. Chuang Tse, år 840 e.Kr.


2 Kraft og bevegelse I

2 Kraft og bevegelse I «May the Force be with you!» er kanskje verdens mest berømte sitat fra sciencefictionlitteraturen. «Kraft» er et mektig begrep både på engelsk og norsk. Ordet har svært mange betydninger, men ofte bruker vi «kraft» uten å være særlig presise med hva vi mener. I fysikk er kraft et svært viktig begrep. Begrepet og størrelsen kraft må derfor beskrives helt presist i vårt fag. Det er noe av det vi skal gjøre i dette kapittelet. I forrige kapittel studerte vi hvordan vi kan beskrive og måle bevegelse, uten å tenke på kreftene bak bevegelsen. I dette kapittelet er det nettopp kreftenes sammenheng med bevegelse vi skal ta for oss. Denne delen av fysikken kaller vi ofte mekanikk. Mekanikk er altså fagområdet som kan forklare sommerfuglens flukt. I mekanikken lærer du om noen av de mest berømte naturlovene som mennesket har oppdaget. Nesten alle har hørt om Newtons lover – men det er ikke så mange som vet nøyaktig hva de går ut på, eller som forstår dem til bunns. Etter at du har lest dette kapittelet, er du kanskje en av dem som virkelig forstår hva Newtons lover forteller oss. Men vær tålmodig! Det tar tid å forstå disse lovene – ikke fordi de er kompliserte, men fordi du skal lære deg å tenke på en ny måte. Du kommer til å oppdage at du av og til må slåss med dine egne forestillinger, siden newtonlovene tilsynelatende kan stride mot dine intuitive hverdagserfaringer. Det vi lover deg, er at belønningen er stor. Den intellektuelle gleden ved å forstå kraftbegrepet og Newtons lover er neppe mindre for deg enn den var for Isaac for 300 år siden. I tillegg til å være tålmodig må du arbeide nøyaktig når du skal lære deg mekanikk og diskutere alle detaljer du ikke forstår, med medstudentene dine og med foreleseren. Vi på vår side skal prøve å gjøre framstillingen så ryddig vi kan. La oss begynne.

45


46

2 Kraft og bevegelse I

Krefter En kraft er en vekselvirkning mellom to legemer. Med det mener vi at to legemer kan påvirke hverandre slik at de endrer fart eller endrer form. Dessuten er det slik at et legeme som blir påvirket av en kraft fra et annet legeme, virker tilbake på dette legemet med en annen kraft. Dersom du er så uheldig å kjøre inn i rektors parkerte bil med den gamle sykkelen din, har vi med to legemer å gjøre, bilen og sykkelen. Det virker en kraft fra bilen på sykkelen som fører til at sykkelen endrer fart (bråstanser) og forhjulet endrer form (bøyes). Samtidig virker det en kraft på rektors bil slik at den vugger litt på seg (endrer fart), og det blir en pen bulk i skjermen (endrer form). Merk deg at siden det ikke var deg, men sykkelen kraften fra bilen virket på, vil du selv fortsette over sykkelstyret helt til du treffer rektors bil. Da først får vi en vekselvirkning mellom de to legemene bil og student, som på tilsvarende måte vil føre til endret fart og/eller endret form for begge legemene. Vi oppsummerer: 1. En kraft virker alltid fra ett legeme på et annet, altså er alltid to legemer involvert. 2. Et legeme som blir påvirket av en kraft fra et annet legeme, virker tilbake på dette legemet med en kraft. 3. En kraft kan endre farten og/eller endre formen til et legeme.

Finn eksempler på krefter som – endrer farten til et legeme – endrer formen til et legeme Diskuter i hvert tilfelle hvilke to legemer kreftene virker mellom.

Størrelsen kraft og tegning av krefter Når vi skal beskrive krefter som størrelser, bruker vi symbolet F (av force), men ofte også andre symboler som K, G, N, U, R når det gjelder størrelsen på noen spesielle krefter. For eksempel bruker vi G som symbol for tyngdekraft, mens R ofte brukes som symbol for friksjonskrefter. Enheten for kraft er newton. Symbolet for newton er N. Et eksempel: Den kraften som skal til for å løfte en stabel med 10 kg fysikkbøker, kan vi skrive slik: F = 100 N Krefter har både verdi og retning; de er vektorer. Derfor tegner vi en kraft som en pil som viser kraftretningen. Lengden av pila viser hvor stor kraften er. Dessuten må vi passe på at kraftpila begynner i et punkt på det legemet som kraften virker på. Dette punktet kaller vi angrepspunktet til kraften.


2 Kraft og bevegelse I

I eksemplene nedenfor ser du hvordan vi tegner krefter når vi løser fysikkoppgaver. Vi forenkler alle legemer til klosser for at figuren skal bli oversiktlig. EKSEMPEL

2.1

a) Tegn kreftene på ei jente som står på brystet til storebror. b) Tegn kreftene på en jernskrue som farer opp mot en magnet. c) Tegn kreftene som virker på en kjelke som blir trukket på en horisontal vei.

Løsning: a) Til høyre har vi lagd en skjematisk figur (med jenta og broren tegnet som klosser) som viser kreftene på jenta. Vi begynner med tyngdekraften fra jorda på jenta, G. Den tegner vi med angrepspunkt omtrent midt i jenta, i tyngdepunktet. Vi står fritt i valg av symbol for krefter, men det er vanlig å bruke G (for gravitasjon) som symbol for tyngdekraft. Men jenta faller ikke ned. Det må altså være en kraft fra broren som holder jenta oppe. Kraften fra broren må være rettet oppover. Vi har kalt den U (kraften fra underlaget). Angrepspunktet er akkurat i berøringsflaten mellom broren og jenta. På tegningen flytter vi angrepspunktet ørlitt opp, slik at det er tydelig at det er jenta kraften virker på. Samtidig tegner vi ofte kraftpila litt forskjøvet ut til siden så den ikke ligger oppå andre kraftpiler på figuren. b) Tyngdekraften G fra jorda virker på skruen. I tillegg virker det en kraft F på skruen fra magneten som er stor nok til at skruen løftes og farer mot magneten. c) Den skjematiske figuren til høyre viser kreftene som virker på kjelken. Foruten tyngdekraften G virker det en kraft U fra underlaget. Dessuten virker dragkraften S fra snora. Denne kraften kaller vi snordraget.

U

G

F

G S U G

Sammensatte krefter I eksempel c ovenfor er det altså tre krefter som virker på kjelken: snordraget S, tyngdekraften G og kraften U fra underlaget. Vi tenker oss ofte at kraften U fra underlaget er sammensatt av to krefter: en normalkraft N som virker vinkelrett (normalt) på underlaget, og en friksjonskraft R med motsatt retning av den bevegelsen kjelken har. U er altså en sammensatt kraft av kreftene N og R. Med matematisk språkbruk sier vi at N og R er komponenter av kraften U.

U N R

47


2 Kraft og bevegelse I

Sum av krefter, ⌺F Krefter er vektorstørrelser. Det vil si at en kraft alltid har en retning i tillegg til verdi og enhet. I eksempelet ovenfor har kraften N retning oppover, og kraften R har retning mot venstre. For å markere at krefter er vektorstør→ → relser, skriver vi ofte vektortegn over størrelsen: N og R. Når vi skal summere krefter, må vi altså ta hensyn til retningen. Når kreftene ikke ligger langs den samme linja, som i dette tilfellet, bruker vi regler fra vektorregningen i matematikk for å finne summen. Det lærer du mer om i kapittel 15. Når krefter ligger på samme linje, derimot, kan vi bruke vanlige regneregler. Vi velger positiv retning og gir hvert kraftsymbol et fortegn, enten + eller –, alt etter som kraften peker med eller mot den valgte positive retningen. Når vi skal finne summen av de kreftene som virker på et legeme, bruker vi ofte summeringssymbolet Σ (den greske bokstaven sigma) fra matematikken. Symbolet betyr «summen av», slik at ΣF betyr summen av kreftene.

EKSEMPEL

2.2

Se eksempel 2.1 på forrige side. a) Tyngdekraften på jenta er G = 200 N, og kraften fra storebror på jenta er U = 200 N. Finn summen av kreftene på jenta. b) Tyngdekraften på skruen er G = 0,12 N, og kraften fra magneten er F = 0,40 N. Finn summen av kreftene på skruen.

Løsning: U

+

48

a) Vi velger positiv retning oppover. Det markerer vi på figuren med en dobbeltpil. G peker da i negativ retning, mens U peker i positiv retning: ΣF = –G + U

G

= –200 N + 200 N = 0 F + G

Summen av kreftene på jenta er null. b) Vi kan like gjerne velge positiv retning nedover om vi vil, svaret blir riktig uansett. Da blir G positiv og F negativ: ΣF = G – F = 0,12 N – 0,40 N = –0,28 N Summen av kreftene på skruen er 0,28 N oppover. (Minus i svaret betyr at retningen er motsatt av den vi valgte som positiv.)


2 Kraft og bevegelse I

49

Kontaktkrefter og fjernkrefter Når vi skal finne kreftene som virker på et legeme, kan det være nyttig å dele dem inn i to kategorier: fjernkrefter og kontaktkrefter. Fjernkrefter er krefter som virker på avstand, dvs. uten at det er noen synlig forbindelse mellom legemene. Tyngdekraften er en slik kraft. Andre fjernkrefter er elektriske krefter og magnetiske krefter. Alle andre krefter opptrer der to legemer kommer i berøring med hverandre, og bare der. De blir kalt kontaktkrefter.

Måling av krefter I fysikk må vi kunne måle krefter. Når vi skal måle krefter, må vi utnytte en av de egenskapene som krefter har: evnen til å endre farten eller evnen til å endre formen til et legeme. I skolen bruker vi ofte fjærvekter som kraftmålere. Det er evnen til å endre formen (på fjæra) vi utnytter i fjærvekta. Med fjærvekter kan vi måle krefter og sammenlikne krefter. Når vi skal sette skala på kraftmålerne, må vi bruke en kraftstandard for å lage en enhet vi kan måle i. Som en foreløpig kraftstandard skal vi her bruke en strikk. Hvis vi drar i en strikk, blir den lengre. Jo hardere vi drar, desto lengre blir strikken. Strekker vi strikken en bestemt lengde (f.eks. 4,3 cm), svarer det altså til en bestemt dragkraft. Derfor skal vi nå bruke en strikk med denne lengden som en foreløpig kraftstandard. Vi antar at to like strikker strukket samme lengde (4,3 cm) trekker med dobbelt så stor kraft som én strikk med denne samme lengden, osv.

4,3 cm 0

1

1

2

2

3

4,3 cm 0

3

4,3 cm 0

1

2

3

Som enhet for kraft kunne vi godt velge denne foreløpige kraftstandarden som viser hvordan kraft kan måles. Men i praksis definerer vi enheten for kraft ut fra den evnen krefter har til å endre bevegelse. Det kommer vi tilbake til på side 60. Som kraftmålere på fysikklaboratoriet bruker vi kraftsensorer som er tilkoplet dataloggere, og fjærvekter.

Vi setter en skala på fjærvekta ved hjelp av like strikker som vi bruker som en foreløpig kraftstandard. Når alle strikkene er strukket like lange, er kreftene på fjæra én enhet, to enheter og tre enheter.


344

13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

Man har redusert den moralske prosess til noe psykologisk, den sjelelige prosess til noe biologisk, den biologiske prosess til kjemi. AndrĂŠ Bjerke


13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

345

13 Kjemiske stoffer og reaksjoner Grunnstoffer og forbindelser Stoff fins i form av grunnstoffer, kjemiske forbindelser og blandinger, og kjemi er læren om hvordan de forskjellige stoffene er oppbygd, hvilke egenskaper de har, og hvordan de reagerer. Fra før vet vi at de minste delene et stoff kan deles opp i, er atomer. Et stoff som inneholder atomer av bare ett slag, er et grunnstoff. Gull er et grunnstoff, og i reint gull er det altså bare gullatomer. I dag kjenner vi 118 grunnstoffer. 98 av dem fins i naturen, mens de andre er framstilt i laboratorier. Grunnstoffene kan ordnes i et såkalt periodesystem. (Se innsiden av bokpermen.) Der står navnene på grunnstoffene. Seinere i dette kapittelet skal vi gjennomgå periodesystemet mer grundig. Når to eller flere grunnstoffer reagerer og binder seg til hverandre, får vi en kjemisk forbindelse. I en kjemisk forbindelse er det alltid et bestemt forhold mellom antallet av de forskjellige atomene. Forbindelsen vann har for eksempel dobbelt så mange hydrogenatomer som oksygenatomer. I kjøkkensalt, også kalt koksalt, er det like mange kloratomer som natriumatomer, uansett hvor stor klype salt vi tar. Når vi skal forklare hva kjøkkensalt er, sier vi at det er en kjemisk forbindelse som består av grunnstoffene natrium og klor. Men saltet har helt andre egenskaper enn egenskapene til de grunnstoffene det består av. Natrium er et grått glinsende metall, og klor er en gulgrønn gass. Når grunnstoffer reagerer med hverandre og danner forbindelser, får de nye forbindelsene ofte helt andre egenskaper enn de grunnstoffene som inngår i forbindelsen.

I glassbeholderen til venstre er det gulgrønn giftig klorgass. Natrium (i midten) er et glinsende grått og bløtt metall som reagerer lett med andre stoffer. Når natrium og klor reagerer med hverandre, blir det dannet hvitt natriumklorid, altså vanlig kjøkkensalt (til høyre).


346

13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

Molekylforbindelser

Ioneforbindelser

I noen forbindelser er to eller flere atomer nært bundet til hverandre og danner enheter som vi kaller molekyler. Slike forbindelser kaller vi molekylforbindelser. Vann er et eksempel på en molekylforbindelse. Et vannmolekyl består av to hydrogenatomer som er bundet til ett oksygenatom, og forbindelsen vann består av slike molekyler. I kjøkkensalt er ikke et kloratom bundet sterkere til ett bestemt natriumatom enn til de andre natriumatomene i nærheten. Vi kan altså ikke skille ut bestemte enheter som består av ett natriumatom og ett kloratom. Derfor fins det ikke noen natrium−klor-molekyler i kjøkkensalt. I kjøkkensalt er natriumatomet positivt ladd og kloratomet negativt ladd. Atomer med elektrisk ladning kaller vi ioner, og forbindelser som er bygd opp ved at ioner med ulik ladning tiltrekker hverandre, kaller vi ioneforbindelser eller salter. Figuren nedenfor viser forskjellen på molekylforbindelser og ioneforbindelser. Ioneforbindelsen (til venstre på figuren nedenfor) er bygd opp av et likt antall negative og positive ioner som tiltrekker hverandre siden de har ulik ladning. Når ioneforbindelser løser seg i vann, blir avstanden mellom ionene større, og de blir fordelt i vannet uavhengig av hverandre. I en ioneforbindelse er det ionet som er enheten. Molekylforbindelse Ioneforbindelse

Fast stoff

I løsning

Fast stoff

I løsning

I molekylforbindelsen (til høyre) er to atomer nært knyttet til hverandre og danner et molekyl. Avstanden mellom atomene i et molekyl er mindre enn avstanden mellom molekylene. Når molekylforbindelsen løser seg i vann, holder de to atomene i molekylet fortsatt sammen. I en molekylforbindelse er det molekylet som er enheten.

Fysiske og kjemiske egenskaper Når vi skal beskrive et stoff, skiller vi mellom fysiske og kjemiske egenskaper. Fysiske egenskaper er for eksempel de magnetiske egenskapene, smeltepunktet, kokepunktet og tettheten til stoffet. Dessuten hører farge, lukt og smak med til de fysiske egenskapene. De fysiske egenskapene forteller om hvordan stoffet er, uavhengig av andre stoffer.


13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

347

De kjemiske egenskapene til et stoff viser seg først når det reagerer med andre stoffer. At ved (cellulose) brenner i luft og blir omgjort til karbondioksid og vann, er en kjemisk egenskap ved veden. Når kjemikerne skal skille fra hverandre de stoffene som fins i en blanding, gjør de bruk av at de reine stoffene har ulike fysiske egenskaper, f.eks. ulike magnetiske egenskaper. Ved å røre i svovel–jern-blandingen med en magnet kan vi skille jernkornene fra svovelkornene. To væsker med ulike kokepunkter kan skilles fra hverandre ved destillasjon. Hvis vi har en blanding av et stoff som kan løses i vann, og et annet stoff som ikke er løselig i vann, kan vi tilsette vann til blandingen og filtrere fra det ikke-løselige stoffet.

Blandinger Grunnstoffer og forbindelser er reine stoffer. Men i naturen finner vi sjelden reine stoffer. Det vanligste er blandinger, som inneholder to eller flere grunnstoffer eller forbindelser. Luft er en blanding som hovedsakelig består av oksygengass, nitrogengass og karbondioksidgass. Men sammensetningen av denne blandingen kan være litt forskjellig, og derfor er det ikke noe nøyaktig forhold mellom antallet oksygenmolekyler, nitrogenmolekyler og karbondioksidmolekyler i det stoffet som vi kaller luft. Luft er altså en blanding og ikke en forbindelse. Når vi løser kjøkkensalt i vann, får vi en blanding der saltionene er jevnt fordelt blant vannmolekylene. En slik blanding kaller vi en løsning. Det som kjennetegner en løsning, er at den består av enheter som er jevnt fordelt. Alle prøver vi tar fra en løsning, har lik sammensetning. I jern–svovel-blandingen på bildet i margen er ikke jernatomene og svovelatomene jevnt fordelt. Jernatomene og svovelatomene fins i hver sine ørsmå klumper, se figuren til høyre nedenfor. De prøvene vi tar fra denne blandingen, kan derfor ha ulik sammensetning, avhengig av hvor mange korn det er av hvert slag, og hvor store disse kornene er.

I en jevn (= homogen) blanding er stoffene jevnt fordelt. I en ujevn (= heterogen) blanding er stoffene ujevnt fordelt. Jevn blanding

Ujevn blanding

På figurene ovenfor ser du hva som er forskjellen på blandinger der stoffene er jevnt fordelt, f.eks. løsninger og luft, og blandinger der stoffene er ujevnt fordelt.

Når vi rører jernfilspon (øverst til venstre) sammen med svovel (øverst til høyre), får vi en blanding (nederst til venstre). Jernfilsponene kan trekkes ut av blandingen ved hjelp av en magnet. Lar vi svovel og jern reagere kjemisk, får vi den kjemiske forbindelsen jernsulfid (nederst til høyre).

Løsning


348

13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

Norske navn

Tegn

Navn (latin/gresk)

Bly

Pb

Plumbum (lat)

Fosfor

P

Phosphorus (gre)

Gull

Au

Aurum (lat)

Kalsium

Ca

Fra Calx (lat) = kalk

Karbon

C

Carboneum (lat)

Klor

Cl

Fra Cloros (gre) = gulgrønn

Kopper

Cu

Cuprum (lat)

Kvikksølv

Hg

Hydrargyrum (lat)

Oksygen

O

Oxygenium (lat)

Svovel

S

Sulpur (lat)

Sølv

Ag

Argentum (lat)

Grunnstoffsymbolene Mange av de symbolene vi i dag bruker for grunnstoffer ble først foreslått av svensken Berzelius i 1813. Han lot den første bokstaven i det latinske eller greske navnet være tegnet for grunnstoffet og skrev det med stor bokstav. I de tilfellene der flere grunnstoffer begynte med samme bokstav, tok han også med en av de andre bokstavene i navnet. De kjemiske symbolene for grunnstoffene blir brukt i alle land uansett språk og alfabet.

Periodesystemet Når vi ordner grunnstoffene etter stigende atomnummer i en rekke fra venstre mot høyre, kommer vi med regelmessige mellomrom, periodevis, til grunnstoffer som reagerer ganske likt og har egenskaper som likner hverandre. C

Antall 4 kloratomer bundet 3

Figuren viser hvor mange kloratomer det kan være i klorforbindelsene til de første tjue grunnstoffene. Du ser at antallet varierer periodisk. Grunnstoffer som danner ioneforbindelser med klor er markert med grått, mens de som danner molekylforbindelser er markert med blått.

B

N

Be

2 1

Si

H

Al O

Li

F

He Atomnummer: 1 ioneforbindelser

2

Mg Na Ne

3

4

5

6

7

8

P Ca

S Cl

K Ar

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

molekylforbindelser

Figuren ovenfor viser hvor mange kloratomer det kan være i klorforbindelsene til de tjue første grunnstoffene. Hydrogen (H), litium (Li), natrium (Na) og kalium (K) danner forbindelser som har ett kloratom for hvert grunnstoffatom. Videre danner beryllium (Be), magnesium (Mg) og kalsium (Ca) forbindelser med to kloratomer. Vi ser at helium (He), neon (Ne) og argon (Ar) ikke danner klorforbindelser i det hele tatt. Det er altså bestemte avstander mellom de grunnstoffene som inngår samme type forbindelser Du ser videre at tallet på kloratomer i ioneforbindelsene (gråmarkert) øker fra venstre mot høyre med regelmessige mellomrom. Men for molekylforbindelsene (blåmarkert) avtar tallet.

Grupper Perioder

Hovedgrupper

Også mange andre egenskaper forandrer seg gradvis med atomnummeret. I periodesystemet er grunnstoffene ordnet etter atomnummer i et rutenett. De loddrette kolonnene kaller vi grupper, og de vannrette radene kaller vi perioder. Grunnstoffer som står under hverandre i samme gruppe, har liknende egenskaper og reagerer kjemisk på samme måte. I periodesystemet er det 18 grupper, se figuren øverst på neste side. Åtte av dem, 1 og 2 og 13−18, blir ofte kalt hovedgrupper. I noen versjoner av periodesystemet blir hovedgruppene betegnet med romertallene I−VIII.


13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

Mellom gruppene 2 og 13 er de øvrige grunnstoffene plassert. De grunnstoffene som hører til i disse innskutte gruppene, kaller vi innskuddsgrunnstoffene. Periodene blir nummerert fra 1 til 7.

1 2 3 4 5 6 7

1 1 H

2

3 Li 11 Na 19 K 37 Rb 55 Cs 87 Fr

3

4

4 Be 12 Mg 20 21 22 Ca Sc Ti 38 39 40 Sr Y Zr 56 72 57–71 Ba Hf 88 89 104 Ra –103 Rf

5

23 V 41 Nb 73 Ta

6

24 Cr 42 Mo 74 W

7

25 Mn 43 Tc 75 Re

8

26 Fe 44 Ru 76 Os

9

27 Co 45 Rh 77 Ir

10

28 Ni 46 Pd 78 Pt

11

12

29 Cu 47 Ag 79 Au

30 Zn 48 Cd 80 Hg

13

5 B 13 Al 31 Ga 49 In 81 Tl

14

6 C 14 Si 32 Ge 50 Sn 82 Pb

15

7 N 15 P 33 As 51 Sb 83 Bi

16

8 O 16 S 34 Se 52 Te 84 Po

17

18

9 F 17 Cl 35 Br 53 I 85 At

2 He 10 Ne 18 Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn

105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo

57 La

58 Ce

59 Pr

60 Nd

61 Pm

62 Sm

63 Eu

64 Gd

65 Tb

66 Dy

67 Ho

68 Er

89 Ac

90 Th

91 Pa

92 U

93 Np

94 Pu

95 Am

96 Cm

97 Bk

98 Cf

99 Es

100 101 102 103 Fm Md No Lr

Metaller

Halvmetaller

Ikke-metaller

For en kjemiker er det nyttig å vite hvor i periodesystemet et grunnstoff står. Det er fordi egenskapene varierer regelmessig og systematisk både når vi går fra venstre mot høyre i tabellen, og når vi går ovenfra og ned. Hvis vi vet hvor et grunnstoff står i systemet, og dessuten kjenner til hvordan egenskapene varierer, kan vi gjette noenlunde fornuftig hva slags egenskaper et mindre kjent grunnstoff vil ha, og hvordan det vil reagere med andre stoffer. Da russeren Mendelejev la fram det første periodesystemet i 1864 for de grunnstoffene som da var kjent, måtte han la det stå åpne plasser noen steder i systemet. Ut fra de åpne plassene kunne han forutsi både hvilke grunnstoffer som kom til å bli oppdaget, og hvilke egenskaper de ville ha. I tabellen nedenfor har vi et eksempel: Mendelejev forutsa i 1871 hva egenskapene til det grunnstoffet som senere ble kjent under navnet gallium (Ga) ville være. Grunnstoffet ble så oppdaget i 1875 og vi ser at det Mendelejev hadde regnet seg fram til, stemte ganske godt med de målingene som ble gjort da. Gallium

Mendelejevs beregninger

Virkelige egenskaper

Massen til et atom (u)

68

69,7

Massetetthet (kg/dm3)

5,9

5,94

Smeltepunkt (ºC)

lavt

29,8

Danner oksid med formel

Me2O3 (Me = metall)

Ga2O3

69 Tm

70 Yb

71 Lu

349


350

13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

Metallene Grunnstoffene kan deles inn i metaller og ikke-metaller ut fra de fysiske egenskapene de har. De leder elektrisk strøm og er også gode varmeledere. De fleste grunnstoffene er metaller og har en spesiell metallglans. Kvikksølv (Hg) er det eneste metallet som er flytende ved romtemperatur, de andre er faste. Metallene kan hamres ut til tynne flak eller trekkes ut til tråder. I gruppe 1 står alkalimetallene, og hit hører blant annet natrium og kalium. Alkalimetallene reagerer svært lett med andre stoffer. I naturen forekommer de derfor bare som forbindelser og ikke som reine grunnstoffer. Alkalimetallene reagerer kraftig med vann og danner alkaliske (basiske) løsninger. Det er det navnet på gruppen kommer av. I gruppe 2 står jordalkalimetallene. De reagerer også med vann og danner alkaliske løsninger. Alkalimetallene, jordalkalimetallene og aluminium i gruppe 3 er lettmetaller. Tungmetallene hører til innskuddsgrunnstoffene. Sølv, gull, jern, kopper og sink er kjente tungmetaller. De grunnstoffer vi regner med til tungmetallene, har en tetthet som er over 5 kg/dm3.

Metaller kan valses ut til tynne plater og rulles opp (aluminium til venstre), og de kan trekkes ut i tråder (kobber til høyre).

Ikke-metallene I gruppene 14−18 har vi ikke-metallene. Ved romtemperatur er noen av dem gasser, f.eks. oksygen og nitrogen. Andre er faste stoffer, blant dem er karbon, svovel, fosfor og jod. Brom i gruppe 17 er det eneste ikke-metallet som er flytende ved romtemperatur. Ikke-metallene leder ikke elektrisk strøm. De er dårlige varmeledere og kan ikke hamres ut i flak eller trekkes ut i tråder. Karbon står på overgangen til metallene i gruppe 14. Dette grunnstoffet fins i flere former. En av dem, grafitt, har metalliske egenskaper. Grafitt har en svak metallglans, det er en god varmeleder, og det er lett å vise at den svarte grafittstiften i en blyant leder strøm. Diamant er en annen form for karbon; den leder ikke elektrisk strøm. Diamant er det hardeste stoffet vi kjenner, og blir derfor brukt som slipemiddel. De reineste og klareste diamantene brukes til smykker. At grafitt og diamant er forskjellige, kommer av at atomene i stoffene er ordnet forskjellig.


13 Kjemiske stoffer og reaksjoner

Diamant

Grafitt

351

Grafitt og diamant har ulike egenskaper fordi karbonatomene er bundet sammen på ulike måter. I grafitt danner karbonatomene todimensjonale, flate, plateformede nettverk, som er stablet oppå hverandre. I diamant danner karbonatomene et tredimensjonalt romlig nettverk.

I gruppene 15 og 16 har vi gassene nitrogen og oksygen. Ved vanlig trykk og temperatur forekommer ikke disse grunnstoffene som enkeltatomer, men som molekyler av to atomer. Formlene er N2 og O2. Oksygen fins også i form av ozon, O3, som har tre atomer i molekylet. I gruppe 17 har vi fluor, klor, brom og jod. De er ikke-metaller, men reagerer lett med metaller og danner salter. Med et samlenavn kaller vi dem derfor halogener (saltdannere).

Edelgassene I gruppe 18 finner vi edelgassene. De består av enkeltatomer og danner altså ikke molekyler slik som N2 og O2 gjør. Edelgassene helium (He), neon (Ne) og argon (Ar) reagerer ikke med andre grunnstoffer. De andre edelgassene kan danne noen få forbindelser under helt spesielle forhold.

Luftskipet «Lillehammer» ble brukt under OL i 1994. Det var fylt med den ikke brennbare edelgassen helium. Helium er lettere enn luft og blir blant annet brukt i ballonger.

Hydrogen Hydrogen er en gass og danner molekyler, H2, på samme måte som ikkemetallene nitrogen og oksygen. Men hydrogen kan dessuten reagere med klor og andre stoffer slik som alkalimetallene. I periodesystemet kan vi derfor enten plassere hydrogen i gruppe 1 over alkalimetallene, eller sette det sammen med ikke-metallene i første periode. Dette kommer av hvordan elektronene er fordelt. Det skal vi skal se nærmere på i neste delkapittel.

Profile for Cappelen Damm

Rom Stoff Tid Grunnbok Forkurs (utdrag)  

Rom Stoff Tid Grunnbok Forkurs (utdrag)